某车型底盘紧固螺柱零件断裂失效分析

汽车底盘系统联接方式的失效分析可以为车身底盘开发及其联接方式提供优化建议。用扫描电镜对断裂失效螺柱零件的形貌进行观察,形貌分析结果表明,螺柱的初始表面覆盖了氧化物,断口边缘的螺纹处存在损伤和二次裂纹;断口锈迹清洗后的形貌和能谱观察可见,在断口宏观形貌中存在贝纹线。通过扫描电镜放大形貌进一步发现,在裂纹源处存在二次裂纹和氧化物,在裂纹扩展区发现了疲劳辉纹的痕迹。综上,底盘紧固件螺纹的断裂失效原因是疲劳断裂。对螺柱的成分、金相和硬度检测进行分析可知,螺柱件的w(C)=0.385%,金相组织为回火索氏体,洛氏硬度为42HRC,符合螺柱材料使用标准要求。     

6061铝合金断裂机理的原位拉伸研究

用SEM-520原位拉伸试验对不同应力状态下6061铝合金试件的断裂过程进行研究.结果表明,不同应力状态下的铝合金试样在拉伸过程中其表面均产生了大量的滑移带,但断裂机理不同.随着三轴应力度的降低,断裂从韧窝聚合型混合剪切机制向纯剪切断裂机制过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6061铝合金晶界处为最薄弱环节,微裂纹形核于晶界,随载荷的增加,微裂纹长大和扩展.微裂纹之间通过扩展或剪切而连接导致试样断裂;试样最小断面上的三轴应力度越小,试样断口的两个面上韧窝的取向就越明显,断口越光滑.     

双头螺柱断裂分析

风力发电机齿轮箱使用M30×280双头螺柱固定.安装过程中,常常在扭力还没有达到额定扭矩时便发生螺杆部分断裂.采用宏观断口观察、化学成分分析、扫描电镜断口观察和显微组织检验等方法,对断裂的双头螺柱进行了分析.结果表明:双头螺柱断裂的原因是由于螺柱原材料中存在横向裂纹,在安装过程中裂纹在拉应力的作用下扩展,以致发生断裂.     

乘用车行李厢盖扭杆失效分析

为解决某车型软工装交样阶段中行李厢盖扭杆断裂的问题,利用OES光谱仪、扫描电子显微镜、光学显微镜和硬度计等技术手段检测失效扭杆的化学成分、宏观断口形貌、微观组织和金相组织。分析结果表明,扭杆断裂属于早期疲劳断裂失效;失效原因是在扭杆成形过程中,扭杆表面存在较为严重的工装压痕缺陷,形成表面裂纹源,在扭转应力作用下,裂纹扩展,最终发生断裂。     

热镀锌机组校正辊的断裂原因

某热镀锌生产线校正辊运行时,在其轴头过渡圆角处发生断裂,采用化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察、微区成分分析、无损检测和应力分析等方法对其断裂原因进行分析.结果表明:校正辊的失效形式是由弯曲和扭转等复杂载荷引起的多源疲劳失效;校正辊轴头圆角过渡区外表面的凹坑及该处的应力集中促使表面多处疲劳裂纹的萌生,在较高载荷下疲劳裂纹扩展,最终导致校正辊断裂.为避免此类失效再次发生,建议采用较大半径的过渡圆角来降低过渡圆角处的应力集中程度,提高表面质量,加强运行前的无损检测.     

传动轴断裂原因分析以及轴成分、组织及力学性能检测

采用断口分析、扫描电镜、金相显微镜、定量光谱分析等方法,对断裂的轴进行了分析。断口观察获知轴断裂形式为多源低应力疲劳断裂,裂纹源于轴承表面,观察轴圆柱面形貌可判断,此类型断裂应与机加工痕迹过深以及轴工作过程中扭转+横向的复合受力状态有关。     

风电塔筒地脚螺栓断裂失效分析

在一风电施工现场,塔筒地脚螺栓在安装拧紧过程中断裂失效。通过对断裂螺栓断口宏观形貌、化学成分、力学性能以及金相组织等进行检测和分析,发现螺栓表面经过镀锌处理,螺栓在镀锌前螺纹表面已存在一些微裂纹,镀锌过程又引起螺栓脆性增加,从而导致其发生早期断裂失效。     

特种设备用钢丝绳断裂的原因

采用宏观检验、断口分析、显微组织观察、化学成分分析、拆股试验等方法对特种设备用钢丝绳的断裂原因进行分析。结果表明:钢丝绳发生了疲劳断裂。在使用过程中钢丝绳承受着拉、弯、扭、挤、振动等复杂交变应力,使得钢丝绳外层股以及绳芯钢丝局部应力集中,同时在挤压、摩擦过程中温度升高导致表面组织发生相变,进而产生微裂纹,裂纹扩展导致断裂。绳芯钢丝比外层股钢丝磨损得更快,首先失效;在绳芯失效后,外层股钢丝磨损加速,进而导致钢丝绳整体失效。     

基于微纳米尺度计量测试仪器的发动机压盘铆钉失效分析

采用微纳米尺度计量测试仪器对汽车发动机压盘铆钉进行表面形貌观测、金相显微组织观察分析、显微硬度测试、材质质量分数分析等,研究铆钉断裂失效的主要原因。分析结果表明,铆钉为缺口应力疲劳失效,源区表面出现挤压台阶及微裂纹,铆钉外缘与压盘形成挤压折叠是起裂主因。     

滑块式万向接轴扁头套筒有限元分析及断裂原因探究

利用有限元软件COSMOSWorks对某钢铁厂的滑块式万向接轴扁头套筒的受力状况进行了分析,并从微观和宏观两方面对扁头套筒的断裂实样进行了失效原因的探究。认为在理想的状态下,扁头套筒发生应力最大位置位于其根部圆角处。当扁头套筒的某些部位发生意外损伤时产生的缺陷,将会导致疲劳裂纹源的发生。该处裂纹源会逐步形成疲劳裂纹并在轧钢过程中不断发展,尤其是当万向接轴发生扭转振动时,疲劳裂纹将会迅速扩展并最终导致扁头套筒断裂失效。     

汽车副车架安装螺栓碰撞断裂的数值模拟研究

针对10.9级M14高强螺栓碰撞断裂,设计了三种不同受力状态的螺栓强度试验,采用有限元逆向参数方法获得不同应力三轴度下的断裂极限应变,建立了螺栓材料的CrachFEM剪切断裂模型。基于副车架总成试验的数值模拟研究了变直径螺栓的抗剪切强度,为考虑碰撞要求的设计提供了可靠的模拟方法,同时也表明CrachFEM模型能够很好地预测高强螺栓的断裂失效行为。     

某机载雷达螺栓断裂原因分析

在某机载雷达的可靠性鉴定试验中,连接雷达与可靠性试验工装的螺栓发生了断裂。文中通过螺栓断口形貌观察、螺栓化学成分检验及螺栓金相组织检验等,对断裂螺栓进行了全面的分析,并通过有限元仿真模拟了该雷达在可靠性试验工况下断裂螺栓的应力分布。结果表明,断裂螺栓的化学成分及金相结构符合标准要求。螺栓断裂的主要原因是安装螺栓时施加的预紧力过大,加之振动正交耦合效应的影响, 导致螺栓根部圆角刀槽处形成了较大的应力集中。     

螺栓断裂影响因素与影响机制

以螺栓断裂为例,阐明了建立零件级失效影响因素全集的必要性。通过对不同设备227件断裂螺栓的分析,发现了螺栓生命期中设计、制造、使用3个阶段和材料对螺栓断裂的影响因素和发生项次,初步形成了螺栓断裂影响因素集,为改善螺栓生命期质量创造了条件,为建立零件级失效影响因素全集提供了案例。     

某氢气管道阀门紧固螺柱断裂原因分析

针对一起由于阀门紧固螺柱断裂引发的氢气管道泄漏故障,首先通过多种理化检测手段对螺柱材质、断口形貌等进行了分析,判断认为螺柱断裂属于应力腐蚀开裂;随后对促成应力腐蚀开裂的材料因素、力学因素及环境因素逐一进行分析,辨识出螺柱断裂的根本原因在于选材不当;最后,对螺柱选材和管道阀门检查及建设管理等提出了建议。     

弹塑性变形对螺栓应力和轴力分布的影响

为了解决液压机用锯齿形螺纹在啮合螺纹段第一扣牙根处的疲劳断裂问题,采用非线性有限元数值模拟方法,以ANSYS软件为工具,考虑螺栓和螺母材料的弹塑性,研究了不同轴力作用下啮合螺纹段的应力和变形规律.给出不同轴力下螺栓啮合螺纹段中轴力和牙根峰值等效应力沿螺母高度的非线性分布规律,得出螺母螺纹约70%塑性变形可使螺栓牙根峰值等效应力和牙间轴力趋于均匀分布的结论,为大型螺栓连接结构的弹塑性设计提供了有益指导.     

钢板弹簧断裂问题的试验及分析

针对某微型汽车后钢板弹簧中心孔处断裂问题进行研究,认为断裂是由于夹箍夹紧力不足,在使用过程中夹紧处产生变形,使载荷传入夹紧区而导致的。通过试验和计算,证实了在夹箍失效后中心孔处应力会上升。最后提出钢板弹簧在制造和装配过程中应注意的事项。     

直驱式抽油机地脚螺栓的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对直驱式抽油机8型机地脚螺栓进行分析研究,建立了直驱式抽油机的有限元简化模型,同时对抽油机地脚螺栓进行了理论计算,仿真数据与理论值对比基本吻合,证明了模型简化的合理性以及有限元分析的准确性。针对不同工况栽荷下抽油机地脚螺栓的受力进行了分析计算,得到不同工况载荷下地脚螺栓的应力分布云图,对工作载荷下基础不同倾斜角度时的地脚螺栓受力进行了有限元分析,得到了基础倾斜角度对地脚螺栓的应力影响规律,同时对螺栓进行疲劳分析,得到螺栓整体疲劳寿命和疲劳安全系数,通过分析可以有效的预测地脚螺栓的断裂,为该系列抽油机安全性能分析提供有力的依据,提高了该产品在市场的竞争力。     

氢气预热器连接螺栓失效分析及解决对策

从断口宏观特征、材质、断口电镜形貌以及微观组织等方面对发生断裂的氢气预热器连接螺栓进行了分析，结果表明，螺栓断口腐蚀产物为单纯的FeS晶粒。根据高温硫腐蚀机理分析，确定该连接螺栓的断裂是一起典型的高温硫环境下的应力腐蚀开裂失效案例，主要是由于工作介质中含有硫化氢或者硫蒸汽所致。建议提高材料等级，采用0Cr18Ni10Ti不锈钢螺栓，以解决腐蚀问题。     

An estimation of failure stress condition in rocker arm shaft through FEA and microscopic fractography

The failure analysis of a rocker arm shaft for a 4-cylinder SOHC engine is presented. Fracture accidents occur in the interface between the rocker arm shaft and the engine block. These fractures are responsible for bolt tightening. The failure boundary condition is estimated by using an orthogonal array and ANOVA. Stress range is obtained by fatigue striation spacing and fracture mechanical simplification. Minimum and maximum stresses are predicted by FEA for the failure boundary condition. This study shows that the stress conditions for a fracture surface with fatigue striation can be determined by FEA and SEM. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Youngseog Lee Won Sik Joo received his Ph.D. degree from Dong-A University in 2003 and is currently a Visiting Professor for the De-partment of Mechanical Engineering at Dong-A University.     

高强度螺栓断裂失效分析

对某航空设备高强度螺栓的断裂原因进行了分析.结果表明:该螺栓在电镀过程中吸入了氢,在应力作用下发生了氢脆断裂.对钢中的氢陷阱及高强钢的除氢处理进行了讨论.