发动机燃油供油导管断裂失效分析

某型发动机连续发生两起由于与主输油圈连接的U形燃油供油导管在连接处断裂引起的空中漏油故障.对断裂导管的安装位置、结构特点及装配情况进行了检查,对同型发动机进行了开车试验,对导管断口进行了分析.结果表明,两根导管的断裂性质相同,均为起始应力较大的高周疲劳断裂,疲劳裂纹起始于U形导管内侧或外侧的焊缝部位.U形导管装配应力大是导致导管疲劳裂纹早期萌生的主要原因,高压燃油冲击和脉动引起的弯曲应力对裂纹的萌生也有一定的影响,导管焊缝处存在的焊接缺陷对裂纹的萌生具有促进作用.     

加强梗及蒙皮裂纹分析

飞机在使用一段时间后,在发动机下盖滑油散热风口发现蒙皮及加强梗出现裂纹,通过宏微观形貌检查、电导率测试、金相组织分析、化学成分测定、扫描电镜观察、显微硬度测试等方法,对裂纹产生原因进行分析。结果表明:加强梗裂纹性质为疲劳开裂,裂纹主要是受已开裂蒙皮与连接接头在交变载荷的作用而形成的;蒙皮裂纹性质为铆钉孔的应力集中造成的疲劳开裂。     

LY12角片断裂分析

在对飞机进行地面例行检查时,发现用于固定液压管的LY12角片发生断裂,安装在其他部位用于固定液压导管的相同材料、相同热处理工艺的角片亦出现多起类似断裂现象。对失效角片进行宏、微观形貌检查、化学成分检测分析、金相组织检查以及显微硬度检测等理化检验,并对角片的实际装配情况进行了解,确定角片发生断裂的原因。结果表明:角片的断裂性质为疲劳断裂,是实际装配结构和受力的综合结果;提出增加额外固定装置、更换角片材料的改进措施。     

安全活门卡滞分析

飞机在外场服役过程中，地面检查高压油滤内部有金属粉末，外循环散热油滤内部有金属碎块，初步分析为液压泵内部磨损。分解检查发现，液压泵安全活门套筒卡滞，卡圈及调整垫圈脱落断裂、磨损。弹簧卡圈材料为60Si2MnA合金钢，调整垫圈材料为1Cr18Ni10Ti不锈钢。对安全活门进行外观观察，对断裂的卡圈以及调整垫圈碎片进行外观观察、体式检查、断口微观分析、金相组织分析、硬度检测。结果表明:液压柱塞泵磨损是由卡圈与调整垫圈断裂后脱出导致；卡圈为疲劳断裂；卡圈的疲劳断裂与微动磨损有关；安全活门如果频繁开启会加速疲劳断裂的过程；建议对油路的压力异常升高进行检查，重点关注油滤的过滤性能。     

某型直升机尾梁蒙皮开裂的失效分析

某型号旋翼直升机飞行过程中发生异常震动,检查发现尾梁站位BS 135.00附近的尾传动轴整流罩固定支架铆钉处有沿尾梁周向扩展的裂纹。对裂纹断口进行了宏观和微观观察、化学成分分析、金相组织检查和硬度检测,并利用有限元分析方法对尾梁结构进行模态分析,计算出尾梁结构的固有频率与振型。最后,结合模态分析结果和维护手册上的要求,对蒙皮产生裂纹的原因进行综合分析。结果表明:蒙皮裂纹的失效模式为疲劳断裂;尾桨振动超标,使其与尾梁产生共振,是裂纹产生的主要原因。     

铝合金自冲铆接头疲劳性能及失效机理

自冲铆是轻量化材料的有效连接技术,为促进该技术的广泛应用,文中基于两组铝合金自冲铆接头,采用疲劳测试、统计方法、断口分析和X-射线能谱仪元素分析,获得接头疲劳特性和断口典型部位微观组织特征,从而对铝合金自冲铆接头疲劳性能及失效机理进行研究。结果表明,随着疲劳载荷降低,接头疲劳寿命稳定性和相对滑移量下降。由于多铆钉接头有效减小了应力集中,其疲劳强度比单铆钉接头提高了31.36%~23.14%,且多铆钉接头的疲劳寿命稳定性较高。多铆钉接头中存在首要和次要承载顺序,疲劳断裂表面为首要承载顺序所在位置。接头疲劳宏观失效模式均为下板断裂,疲劳裂纹主要萌生于铆钉管腿与下板接触部位,微振磨损区域自铆钉管腿底部向铆钉头方向生长。减缓该部位的摩擦作用,可有效延迟疲劳裂纹萌生和减缓裂纹扩展,从而提高接头疲劳寿命。     

30CrMnSiA钢制电机固定螺栓断裂原因分析

固定电机的30CrMnSiA钢制螺栓在使用过程中发生断裂,通过载荷分析、螺栓外貌及断口形貌观察、显微组织分析、化学成分及硬度检测,对其断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓的失效性质为疲劳断裂,螺纹根部的加工损伤是疲劳裂纹源,而螺栓表面脱碳对疲劳断裂起到了促进作用。     

航空发动机主泵燃油进油导管焊缝裂纹分析

某型发动机在地面试车考核48 h后,在主泵燃油进油导管与燃油温度传感器连接导管的焊缝处出现漏油现象,经着色检查,发现主泵燃油进油导管在焊缝处产生了裂纹,该主泵燃油进油导管材质为1Cr18Ni9钢。通过金相、扫描电镜以及焊接残余应力模拟分析等手段,对失效导管进行断口形貌观察、组织及成分分析,确定了裂纹性质为起始应力相对较大、扩展应力相对较小的疲劳裂纹。通过对零件进行焊接残余应力的分布模拟,结果表明:导管焊后不进行去应力热处理的情况下会有较大的残余拉应力,该残余应力导致导管试车时产生裂纹。     

涡轮铆钉头脱落原因分析

涡轮冷却器返厂检查时发现,涡轮上的1个铆钉头已经断裂、脱落;经荧光无损探伤检查发现其他一些铆钉在铆钉头与铆钉杆相接的转角R处仍存有裂纹。本研究通过对断口、硬度、化学成分、金相组织等理化检测手段,并结合涡轮结构和使用工况,对涡轮铆钉头脱落原因进行分析。结果表明:铆钉的断裂性质属于微动疲劳;涡轮结构明显存在被铆接件较薄、且硬度远高于铆钉的设计缺陷;铆钉头脱落的主要原因可能与涡轮结构设计不合理及选材不当有关。采用优化涡轮结构、选取抗疲劳强度更佳的铆钉等措施可以预防类似故障再次发生。     

TA1钛合金自冲铆接接头疲劳性能及失效机理分析

采用轴向加载的形式对TA1钛合金自冲铆接试样进行疲劳试验,分析了不同因素下试样的疲劳强度变化规律;通过扫描电镜对试样失效断口和微动磨损进行分析,研究试样的失效机理. 结果表明,在同种铆接因素下,试样疲劳强度随应力比的增大而增大,随最大载荷值的增加而下降. 通过断口分析发现,铆钉断裂失效时,疲劳裂纹主要产生在钉胫外侧;基板断裂失效时,疲劳裂纹首先萌生在铆钉胫尾部与下板接触区域. 基板与铆钉的微动磨损在某种情况下存在竞争机制,当铆钉微裂纹扩展速率大于基板时表现为铆钉失效,反之为基板失效.     

尾桨轴模拟件电子束焊缝裂纹分析

9310钢制尾桨轴模拟件电子束焊试验件进行疲劳试验时,偏向尾桨轴模拟件一侧出现裂纹。采用磁粉检测、断口分析、金相组织分析、显微硬度测试和材料化学成分分析等方法对其失效原因进行了分析。结果表明：尾桨轴模拟件裂纹性质为疲劳开裂,裂纹源起始于电子束焊环缝起焊收尾搭接处的气孔缺陷处;改善电子束焊的工艺设计,加强工艺控制可有效预防焊缝气孔的产生,同时合理运用X射线、超声等无损检测技术手段,并加强对焊缝处的无损检测可提高焊接结构的可靠性。     

球墨铸铁行星架断裂原因分析

球墨铸铁行星架在使用过程中发生断裂,断裂位置位于两行星孔之间。通过宏观观察、微观观察、力学性能等分析手段对行星架进行综合研究和分析,确定了行星架的断裂模式为疲劳断裂,疲劳扩展较充分,未发生局部受力过大的现象,开裂位置存在缩松缺陷。缩松缺陷的存在切断了材料内部的连续性,造成断裂部位的强度降低,使得零件在未达到材料的疲劳强度前就萌生裂纹,尤其是受周期性交变载荷的零件。同时,由于材料缩松严重,在零件表面出现,使得零件表面该缺陷位置的应力集中系数急剧增加,过早地萌生疲劳裂纹,造成零件早期疲劳失效。     

SCF FEATURE OF AUSTENITIC STAINLESS STEEL IN BOILING MgCl_2SOLUTION

Corrosion fatigue under the load of low frequency and bigh mean stress has been generallydefined as stress corrosion fatigue(SCF).It is a specific failure process due to the inter-action between stress corrosion cracking(SCC) and corrsion fatigue(CF),the effectsof which on fracture characteristics,including crack initiation and propagation.servicelife and cracking mode have not been investigated systematically.The purpose of this pa-per was to study the environment-sensitive fracture behaviour of OCr18Ni9Ti austeniticstainless steel under the load of different fiequencies and high mean stress in boilingMgCl_2 solution.The interaction between SCC and CF would be emphasized.     

复相化钻杆在循环应力下断裂行为研究

采用疲劳试验、扫描电镜动态拉伸装置和透射电镜,研究了复相化钻杆的疲劳强度和在循环应力作用下裂纹萌生、扩展的特点,并分析讨论了显微组织对钻杆疲劳断裂行为的影响.研究结果表明：下贝氏体组织或下贝氏体/马氏体界面可使钻杆的显微断裂模式由沿晶＋穿晶断裂转变为穿晶断裂,增加了裂纹转折和二次裂纹,提高了材料的裂纹扩展抗力.在钻杆材料中引入适当比例的下贝氏体＋马氏体复相组织,明显增长了裂纹萌生周期,可使钻杆在机械性能相近情况下具有优于回火索氏体组织的疲劳性能.     

TC17钛合金压气机鼓筒篦齿裂纹分析研究

发动机第二寿命期到寿后返厂大修，在进行荧光检测时，发现TC17钛合金的高压压气机一、二级盘组合件连接鼓筒的三道封严齿处出现宏观裂纹。通过对连接鼓筒裂纹的分布、形态及走向进行宏、微观分析，并对裂纹打开断口进行分析，以及检查鼓筒周向4个位置的封严齿处的磨损及烧伤情况，结果表明:高压压气机一、二级盘鼓筒裂纹性质为疲劳开裂；疲劳裂纹产生的原因是封严环篦齿与蜂窝环设计间隙过小，发动机工作时出现严重对磨，产生高温，磨损导致的温升由于钛合金导热率低而不能及时传导，导致齿顶基体组织出现过热甚至过烧现象，材料性能下降，在发动机高速旋转时的对磨应力作用下，疲劳裂纹萌生和扩展。通过放宽封严环篦齿和蜂窝环之间的设计间隙，适当的改善蜂窝环的制造工艺，降低蜂窝环硬度，从而解决了此类故障。     

K465合金涡轮叶片叶身开裂分析

发动机厂内试车后进行荧光检测,发现多件K465合金涡轮叶片在叶冠叶身出现裂纹。采用体视显微镜和扫描电镜对叶片进行裂纹形貌及断口分析、金相组织检查等。结果表明：裂纹性质为疲劳开裂,起源于内腔表面。裂纹产生原因是叶片采用铝基型芯浇注以及模组方式不当,使得该位置产生较大铸造应力。通过将铝基型芯改为硅基型芯、改进铸造工艺和优化模组方式,可降低叶片的铸造应力,预防此类故障。     

Torsional Fatigue Cracking and Fracture Behaviors of Cold-Drawn Copper:Effects of Microstructure and Axial Stress

The fatigue cracking and fracture behavior of cold-drawn copper subjected to cyclic torsional loading were investigated in this study.It was found that with increasing stress amplitude,the fracture mode of cold-drawn copper gradually changes from a shear fracture on transverse maximum shear stress plane to a mixed shear mode on both transverse and longitudinal shear planes and finally turns to the shear fracture on multiple longitudinal shear planes.Combining the cracking morphology and the relationship between torsional fatigue cracking and the grain boundaries,the fracture mechanism of cold-drawn copper under cyclic torsional loading was analyzed and proposed by considering the effects of the microstructure and axial stress caused by torsion.Because of the promotion of the grain boundary distribution on longitudinal crack propagation and the inhibition of axial stress on transverse crack grown,the tendency of crack propagation along the longitudinal direction increases with increasing stress levels.     

富氧α层对钛合金直角接头开裂的影响

某液压系统进行地面开车试验约2h时发现钛合金直角接头喷油现象,后更换另一件直角接头继续工作约3h,在同样位置也发生开裂喷油现象.通过断口宏微观观察、能谱分析、金相检查和硬度测试,确定了直角接头的开裂性质和原因.结果表明:直角接头开裂性质为疲劳开裂;开裂原因主要与接头承受了较大应力和源区存在较厚的富氧α层有关;建议在彻底...     

液压泵安装座壳体裂纹失效分析

某液压泵在进行延寿试验时发现安装座处渗油,分解检查,渗油是由安装座壳体开裂引起的.本文重点对安装座壳体上的裂纹进行了宏观形貌观察、微观断口分析,并结合化学成分分析、硬度测定结果及液压泵的工作原理和过程,确定了安装座壳体开裂的模式及原因.结果表明,安装座裂纹是微动磨损疲劳裂纹.试验台因齿轮泵损坏而造成齿轮箱内无油工作,从而导致试验台产生较大的振动,是造成液压泵安装座壳体产生微动磨损疲劳开裂的主要原因.