高速双螺杆挤出机螺杆轴断裂失效分析

某双螺杆挤出机的螺杆在运行过程中发生早期断裂,通过断口的宏观观察和扫描电镜观察、化学成分分析、显微组织观察、力学性能测试和有限元模拟,找出了螺杆轴断裂失效的原因。结果表明:螺杆轴发生了扭转疲劳断裂,裂纹起源于齿根,且有多个疲劳源;芯轴的花键齿根部是螺杆轴应力集中的部位;热处理工艺欠佳导致材料内部微孔聚集、组织不均匀,这些因素最终致使螺杆轴发生早期疲劳断裂。     

油缸用35钢销轴断裂的原因

某型铣刨机摆臂油缸用35钢销轴在使用约2a时发生断裂,采用化学成分分析、硬度检测、显微组织和表面形貌观察、有限元模拟、断口分析等方法探讨了销轴断裂的原因。结果表明:此销轴为多源疲劳断裂,断口平整,裂纹源位于销轴表面加工刀痕的根部;造成销轴断裂的原因是其加工表面粗糙,刀痕根部应力集中,在工作载荷的作用下销轴中部的刀痕根部形成了裂纹源;同时销轴未按要求进行调质热处理,导致其显微组织粗大,疲劳裂纹容易扩展。     

膨胀干燥机螺杆轴断裂失效分析

膨胀干燥机螺杆轴是一种呈悬臂状态工作的旋转轴,实际使用中常发生断裂事故。对该轴的断裂原因进行了失效分析。结果表明：螺杆轴断裂的主要原因是由于35CrMo材料承受介质的腐蚀和交变载荷作用而引起的腐蚀疲劳,而轴材料中的缺陷及其热处理工艺不当也是造成轴断裂的原因之一。在失效分析的基础上提出了解决问题的方法,经实际验证该方法可使轴的工作寿命得到大幅度提高。     

推流器耦合架螺栓断裂的原因

某推流器耦合架联接螺栓在运行过程中发生断裂;通过断口形貌观察、化学成分分析、硬度测试、显微组织分析、强度校核及有限元模拟分析了螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓发生了疲劳断裂;在螺栓和螺母联接部位第一道螺纹根部的应力集中明显,在交变拉伸载荷作用下,该部位萌生裂纹并发生扩展,直到螺栓断裂;螺栓材料中镍和钼含量偏低、硬度偏高、组织中存在孔洞和夹杂物等缺陷、螺纹根部应力集中明显以及交变应力幅较大是导致螺栓疲劳断裂的主要因素。     

不锈钢泵轴断裂失效分析

本文对减压机不锈钢泵轴断裂进行了失效分析,泵轴材料为双相不锈钢。采用化学成分分析、宏微观组织分析、显微硬度测试等手段,分析了泵轴断裂失效的原因,结果表明,不锈钢泵轴的断裂属于疲劳断裂,键槽强度不足以及键槽加工所导致的材料硬化是导致该不锈钢泵轴发生快速断裂的主要原因。     

减速机齿轮断裂失效分析

某搅拌器减速机齿轮轴和齿轮在服役1 a后发生了断裂失效;通过显微组织分析、断口分析、力学性能测试等方法对其失效原因进行了分析。结果表明:轴和齿轮的断裂均为疲劳断裂,轴的断裂先于齿轮的断裂;搅拌轴装配不当造成的过载是导致轴首先产生疲劳断裂的原因。     

水泵泵体连接螺栓的断裂失效分析研究

某强度级别为10.9级的水泵泵体连接螺栓在使用过程中发生断裂,该连接螺栓已经使用了4～5年。通过材料化学成分分析、力学性能测试、断口分析以及金相组织检验等,分析了泵体连接螺栓断裂失效的原因。结果表明,泵体连接螺栓断裂方式为疲劳断裂,疲劳源位于螺纹根部应力集中区,为线性起裂源;弯拉工作应力叠加了一定的冲击波动载荷是螺栓发生疲劳断裂的主要原因,防护层破坏后螺纹底部发生腐蚀,在一定程度上促进了疲劳裂纹的形成。     

挖掘机销轴的断裂失效分析

挖掘机的销轴在工作过程中发生断裂。本文通过对断裂销轴的宏观断口、微观形貌、显微组织、化学成分、材料硬度及销轴的受力等分析,结果表明,销轴断裂为典型的疲劳断裂。疲劳源位于油孔处,属油孔部位应力集中造成的。因此,油孔位置设计不合理是销轴断裂的主要原因。另外,疲劳源始于油孔内的切削刀痕,切削刀痕也是销轴断裂的原因之一。结合以上分析,本文提出了解决问题的方法,优化了工艺路线方案,为提高销轴的使用寿命指明了方向。     

柴油机球铁曲轴断裂失效分析

柴油机氮化球铁曲轴在服役过程中发生了断裂,断裂发生在第一曲拐与第二主轴颈之间的曲柄处。对其失效原因进行了分析,结果表明：裂纹起始于第一曲拐右下圆角根部,并在弯曲载荷作用下扩展,最终导致弯曲疲劳断裂;曲轴材料的基体组织、化学成分及力学性能均符合技术要求,渗氮层过浅是曲轴发生疲劳断裂的主要原因。     

35CrMo合金钢螺纹连杆疲劳断裂分析

螺纹联接具有结构简单、拆装方便等特点,被广泛应用于高压开关驱动装置。通过材料成分分析、金相组织检验、机械性能试验、断口形貌分析和动态电阻应变试验等技术手段对工作运行7 120次发生断裂的35CrMo合金钢螺纹连杆进行研究。结果表明,35CrMo合金钢螺纹连杆的断口形貌呈疲劳断裂特征,其材料内部存在夹杂物缺陷;根据试验应力值进行螺纹连杆强度校核和疲劳寿命计算,其设计能够满足设备运行疲劳性能要求。35CrMo材料的夹杂物缺陷和螺纹根部表面缺口协同作用是导致螺纹连杆疲劳寿命缩短最终断裂的原因。     

阶梯轴轴肩根部应力集中的电阻应变测定法

阶梯轴的疲劳断裂往往在轴肩根部发生。本文论述如何以电阻应变测量法,测定阶梯轴轴肩根部应力集中区域最大应力点的动态应力。     

根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效研究

为研究根部圆角滚压强化处理后高精度螺栓的疲劳失效特征,开展根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效断口的检测与研究。分析螺栓根部圆角滚压强化工艺的特点;对比螺栓滚压表面处理工艺对螺栓疲劳断裂的影响,对高精度螺栓疲劳试验后的外观和断口进行宏观形貌和微观显微特征研究;探讨涂铝钛合金螺栓的裂纹源特征。研究结果表明：根部圆角滚压螺栓的疲劳断裂断口呈现显著的韧性断裂特征;涂铝、喷丸或抛光处理能够增强其断口的等轴韧窝特征,证实了以韧性断裂为主的断裂机理,同时研究发现了铝涂层的界面剥离特征。     

40Cr电机轴断裂原因分析

某40Cr电机轴在使用过程中相继发生断裂,采用宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验、断口分析以及强度校核等方法,对该电机轴的断裂原因进行了分析。结果表明:电机轴断裂属性为多源的旋转弯曲疲劳断裂,主要是由电机轴台阶根部无过渡圆角、刀痕粗糙加工缺陷产生的应力集中和电机壳制造装配不当形成的粘着磨损所引起。     

球墨铸铁QT500-7空压机轴异常断裂失效研究

通过扫描电镜对球墨铸铁QT500-7空压机轴的断口形貌、石墨形态和显微组织等进行观察,发现轴的断裂模式为疲劳断裂,球化不良、石墨漂浮和晶粒粗大等缺陷是造成异常断裂的主要原因。另外,在轴键槽的接刀痕处和轴螺纹根部产生应力集中也会在服役过程中诱发多源启裂,导致其发生脆性断裂失效。研究认为,应采取加强炉前检测与金相理化分析、合理设计轴件结构、避免在轴上高载荷区切制螺纹等预防改进措施,保证球墨铸铁轴的质量。     

轴间差速器十字轴的疲劳断裂分析与改进

轴间差速器十字轴在受到长期冲击载荷后十字轴的根部容易断裂。经有限元分析得出断裂原因主要是应力集中引起金属疲劳导致的,对轴间差速器十字轴做了相关的材料和设计改进,断裂现象明显减少,使产品使用效率和寿命有了明显提高。     

变速器取力轴花键断裂失效分析

针对某经渗碳淬火处理的变速箱取力器输入轴在疲劳实验过程中花键断裂的问题,采用宏观分析、硬度测量、硬化层深度测量等手段,对输入轴断裂原因进行分析,并采用材料力学等理论原理对其进行分析,结果表明:样品断裂形式包括脆性断裂和疲劳断裂两种,断裂源位于花键根部,样品疲劳强度不足是样品产生断裂失效的主要原因。在改进过程中增大了轴直径,使取力器输入轴的疲劳强度得以提高,通过了实验测量规范。     

应力集中和表面完整性对平尾大轴抗疲劳性能的影响

某型飞机平尾轴在进行台架试验时发生断裂,失效分析表明,该轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于大轴筒体内腔变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底。通过对大轴进行扫描电镜观察分析,发现使用过的旧大轴内表面存在10～16 μm厚的“疏松”层,疏松层内有较多的疲劳微裂纹和孔洞,该“疏松”层是大轴服役中氧化腐蚀和疲劳损伤所形成的。“疏松”层的存在破坏了大轴的表面完整性,降低了大轴材料的抗疲劳性能。有限元建模分析表明,变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是造成大轴疲劳断裂的力学因素,两种应力集中因素的联合作用降低了大轴的疲劳寿命,导致大轴在变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底萌生疲劳裂纹。综合分析表明,大轴内表面“疏松”层的存在以及变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是大轴发生疲劳断裂的主要原因。     

40Cr钢汽车半轴断裂失效分析

通过宏观分析、显微组织和断口形貌观察以及硬度测试等方法对40Cr钢汽车芈轴的断裂原因进行了分析.结果表明:汽车半轴断裂的主要原因是半轴凸缘与杆连接的轴台阶处表面存在脱碳层,在高的扭转疲劳剪切应力作用下形成裂纹源;40Cr钢含有较多的大尺寸非金属夹杂物,另外热处理工艺不当,造成材料综合力学性能迭不到要求,使表面萌生的裂纹在应力作用下迅速扩展,造成汽车半轴发生疲劳断裂.     

除焦用高压水泵轴断裂失效分析

运用力学原理,并结合理化检验对某企业高压除焦水泵主轴断裂事故进行了失效分析。通过对泵轴的化学成分、硬度、金相组织以及蚀坑内的腐蚀产物等的检验,确定了泵轴材料是退火组织,力学性能较差,耐腐蚀性能不佳,易引起腐蚀疲劳。另外,对该轴进行力学分析,计算总安全系数。结果表明:总安全系数偏低。主要原因是断面凹槽的过度圆角半径偏小,应力集中系数过高,导致疲劳安全系数偏低,容易发生疲劳断裂。据此,文中提出了相应的改进措施。     

重型车辆转向节臂强化路耐久性断裂试验

为研究某重型车辆在试验场强化耐久路可靠性试验中发生的转向节臂锥体根部断裂问题,从材料组织结构特性和工艺装配精度角度考虑,对转向节臂断裂故障模式进行了详细分析。在断裂口附近粘贴全桥弯曲应变片并布置与转向系统关联的测试传感器,采集断裂部位的弯曲应变、侧向加速度及转向横拉杆位移等试验数据。依据缺口根部循环应力-应变滞回环曲线方程及诺伊贝尔(Neuber)原理,将测试的名义应力载荷转换成断裂部位的局部应力-应变响应,利用曼森-科芬(Manson-Coffin)平均应力修正方程计算断裂位置的疲劳寿命和损伤。分析和计算结果表明,转向节臂材料特性满足设计技术条件,而工艺装配锥度及表面粗糙度不满足图纸设计精度,转向节臂与转向节的装配接触面积只达到30%,导致转向节臂锥体根部产生局部高集中应力,最终发生弯曲低周疲劳断裂。