高强度螺栓断裂失效分析

针对装配现场发生的几起高强度螺栓断裂失效事故，采用金相分析、化学成分分析和力学性能测试等方法进行检测。分析结果认为螺栓失效的原因有：(1)螺纹成形时产生裂纹，螺栓因之而脆断；(2)杆部与头部交接处表面脱碳、使局部强度降低而断裂；(3)装配时扭矩过大，螺栓明显缩颈而断裂；(4)原材料中心存在裂纹。     

基于ANSYS/LS-DYNA的停放制动滑橇螺栓跌落强度分析

中低速磁浮列车悬浮架各部件间主要通过螺栓进行联接，在列车悬浮失效跌落时，停放制动滑橇与托臂联接处的螺栓受到较大的剪切作用，存在结构安全风险。利用HyperMesh建立了悬浮架有限元模型，考虑了停放制动滑橇位置的螺栓联接及接触关系，基于ANSYS/LS-DYNA仿真了悬浮架不同速度下的跌落过程，计算了各接触对的接触力波动情况，分析了联接螺栓、滑橇键、滑橇安装座及托臂的应力变化及分布规律。结果表明：跌落碰撞瞬间各接触对的接触力达到峰值，然后在小幅波动过程中呈减小趋势；运动状态的悬浮架跌落时，各接触力远大于静悬落车工况，联接螺栓的应力显著增大，滑橇键、滑橇、滑橇安装座的最大等效应力超过了材料的屈服极限，存在结构安全风险，工程中需要注意及时检查。     

铁基形状记忆合金防松螺母防断机理的数值分析

由于铁基形状记忆合金材料本身的特殊性能,由其制成的螺母所组成的螺栓联接中,不仅螺纹副之间的自锁摩擦力矩有所提高,而且轴向载荷在各螺纹齿间分布的均匀性也得以改善,从而有效地防止了螺纹联接松动、松脱及疲劳断裂等失效现象的发生。主要对这种新型螺母的防断机理进行了分析,建立了螺栓联接载荷分布的计算模型,并通过与普通螺栓联接的比较,对这种新型螺母的防断性能进行了评价。     

高强度螺栓断裂失效分析

某高强度螺栓在装配过程中断裂失效,通过宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、扫描电镜分析等方法对螺栓断裂失效的原因进行了分析。结果表明:螺栓基体硬度偏高,头杆结合处过渡圆角半径偏小,在大扭矩的装配下,扭转和弯曲的综合应力导致螺栓发生断裂失效。     

振动环境中螺纹联结松动过程的研究

采用数值仿真和实验相结合的方法,研究振动环境中螺纹联接松动过程的动力学响应特性,寻求能提前预警螺纹联接失效的特征量。首先定性地分析了螺纹联接松动的变化过程,建立了高度简化的螺纹联接动力学模型;通过数值仿真和实验相结合的方法验证了定性分析和简化模型的正确性;最后通过对大量实验数据的分析,筛选出谐波失真度作为螺纹联接失效的预警指标。实验分析表明谐波失真度不论是简谐激励还是随机激励都能较好地识别螺纹联接的临近松动状态。     

某挖掘机高强螺栓断裂原因分析

某挖掘机连接下车架与回转支承的36支高强螺栓在使用过程中全部发生断裂。采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验等方法,结合螺栓装配、挖机工况等因素,对该批螺栓断裂的原因进行了调查分析。结果表明:螺栓断裂的性质为疲劳断裂;断裂的原因是螺栓装配不良,导致螺栓在使用中轻微松动,在挖掘机工作过程中的剪切力作用下,螺栓松动处产生疲劳裂纹,最终导致螺栓断裂。     

基于内积矩阵及卷积自编码器的螺栓松动状态监测EI北大核心CSCD

螺栓连接结构中的螺栓松动容易导致结构失效,如何对结构中的螺栓松动状态进行监测是当前研究的一个热点。该文利用环境激励下结构振动响应的相关性分析,结合深度学习技术,研究了一种联合使用内积矩阵(inner product matrix,IPM)和卷积自编码器(convolutional autoencoder,CAE)的神经网络模型,即基于内积矩阵及卷积自编码器(inner product matrix and convolutional autoencoder,IPM-CAE)的深度学习模型。通过对螺栓连接搭接板的螺栓松动状态监测的试验研究,验证了该方法的可行性及有效性,并与使用IPM的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、堆栈自动编码器(stack autoencoder,SAE)及胶囊网络(capsule network,CapsNet)相比,IPM-CAE方法具有较快的网络训练收敛速度和较高的识别精度。     

夹片螺母装配失效分析

对汽车总装线上装配螺栓的过程中被撕裂的夹片螺母进行了理化检验和失效原因分析。结果表明:夹片螺母是由于受到了较大的外力而发生一次性过载撕裂;还原并分析装配现场发现,夹片螺母及与其相连的两个钣金件之间的相对位置出现了错配,从而导致装配时因未对正而发生夹片螺母过载撕裂失效。     

一种柴油机机脚螺栓连接结构冲击极限载荷快速计算方法

把柴油机机脚螺栓连接简化为双弹簧模型,将其与设备一起简化为单自由度系统,结合等效弹簧的柔度曲线规律,设定了机脚螺栓连接的冲击失效判据,并建立了系统的冲击动力学方程。在这一过程中找到了一种快速判断机脚螺栓连接抗冲击性能的方法。     

高压压缩机联轴器用螺栓失效分析

针对现场一起国产化联轴器法兰紧固螺栓的断裂失效事故,采用多种典型失效分析方法分析了螺栓失效的过程和螺栓的材质,认为对螺栓受力环境的低估和选材不当是导致螺栓无法承受工作载荷而产生疲劳断裂失效的主要原因.     

30CrMnSiA钢螺钉断裂失效分析

螺钉在装配时发生断裂失效。对断裂螺钉进行了宏、微观检验，并对零件的加工工艺及装配工艺进行了分析。结果表明，与螺钉联接的螺纹套管内螺纹变形使两者在装配时卡死，卸下时扭断。     

钛合金高锁螺栓断裂原因分析

某飞机用钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂。通过宏观分析、微观分析、金相检验、力学性能复查和装配现场调查等方法对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该钛合金高锁螺栓为单边弯曲应力造成的过载断裂,与螺栓制造质量无关。螺栓装配区域操作空间狭小,安装时扳手的转动平面易发生倾转,从而在螺栓上形成弯曲应力,建议改进装配工具。     

基于塔筒振动特性识别风机塔螺栓松动的研究

法兰盘螺栓松动是风机塔常见的一种严重病害。基于大量实测试验得出:塔筒的1阶相位差特性对法兰盘螺栓松动病害很敏感。首先对6座存在此病害的风机塔开展了详细的振动测试与分析,然后分析出法兰盘螺栓松动后,其1阶固有频率值未发生变化、阻尼比变化不明显、1阶振型变化也不突出,但在各法兰盘上、下盘之间的相位差即使在螺栓松动比例为6%时也存在明显的突变特性,而在对法兰盘螺栓重新紧固后,其相位差未表现出此特性。实测试验表明:相比其它振动特性,风机塔的1阶相位差特性受法兰盘螺栓松动的影响更明显,因此能更准确地反映出法兰盘螺栓松动现象,可基于法兰盘上、下盘之间的相位差绝对值是否存在突然增大的特性来识别出法兰盘螺栓是否存在较严重的松动病害。本文的研究结果是基于6座风机塔多个工况下的实测数据得出的,具有较高的可靠性,对风机塔的法兰盘螺栓松动病害的快速检测方法的研究具有较大的参考价值。     

某轴承座螺孔磨损凹坑的产生原因分析

某产品的振动筛部件中的轴承座螺孔被螺栓磨损出严重凹坑。通过现场调查、材料检验、磨屑收集、磨损量计算等工作,对凹坑产生的原因进行了分析。结果表明:该失效破坏属于微动磨损,其主要原因是设计中忽视了螺栓旋向与螺栓受力方向的一致性。螺栓在高频率振动下逐渐松动,与轴承座之间产生微小的相对运动,由初始的粘着磨损转变成后期的磨料磨损。因此,磨损凹坑是由于轴承座受到固体异物反复挤压磨削而产生微动损伤的结果。     

基于联接层的螺栓联接复合梁振动特性建模

为了提高螺栓联接复合结构振动分析的效率,提出用联接层模型模拟螺栓结合部进而求解复合结构振动特性的方法。首先,描述该联接层模型的建模理念,即在考虑螺栓联接力学影响的基础上用被联接件的一部分作为联接层来模拟螺栓结合部的力学行为。接着,确定影响螺栓联接复合结构振动特性的联接层模型参数,包括密度、厚度(层数)和弹性参数等,并提出利用类比法及模型修正技术来确定这些待定参数的方法。最后,以螺栓联接TC500碳纤维/树脂梁为对象进行实例研究。结果显示,该联接层模型可以再现复合梁结构的振动特性,经过模型修正后,通过仿真计算获得的前6阶固有频率与实测值的最大偏差为4.22%,从而证明了所提建模方法的合理性。     

某型飞机起落架的连接螺栓断裂失效分析

应用扫描电镜、光学显微镜和硬度等检测手段,对连接螺栓断裂原因进行了探讨.结果表明,由于装配在螺栓上的球形衬套的强度严重不足,造成了螺栓受力不均匀,导致螺栓大应力疲劳失效.     

金属结构中螺栓联接的疲劳设计

本文论述了金属结构中螺栓联接抗疲劳设计的必要性，介绍了受轴向变载荷作用的螺栓联接载荷计算及疲劳设计的方法，并用实例进行了分析论证。     

基于经验模式分解的框架结构螺栓松动检测实验研究

螺栓松动损伤具有非线性特征,在低、高频激励共同作用下,结构动力响应会出现高频激励与结构固有频率之间的调制现象。利用该调制现象,本文发展了一种基于经验模式分解(EMD)的螺栓松动检测方法,分别对高频正弦和随机激励下结构响应信号进行EMD分解并作功率谱分析,采用EMD分解后含有调制成分的高频固有模式函数(IMF)构造能量损伤指标来识别结构螺栓松动。采用多尺度法进行单自由度非线性模型分析解释高频调制现象,并通过螺栓连接框架结构的振动实验验证了该方法的有效性。结果表明,螺栓松动时,响应信号频域中出现高频激励与固有频率间的调制成分,所构造的能量损伤指标能够有效识别螺栓松动损伤,并且对于初始松动损伤识别更为敏感。     

双头螺栓失效分析

与汽车电机装配在一起的双头螺栓在拧紧后不久便发生断裂。采用扫描电镜、化学分析、金相检验等方法对失效件进行了检测，同时又进行了氢脆试验验证。结果表明，螺栓在进行表面酸洗及电镀时，氢向金属内部扩散和富集，当氢浓度达到一定临界值后，促使氢致裂纹的产生和扩展。在外应力的作用下，即出现氢脆现象导致螺栓断裂。     

电站连接螺栓断裂失效分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、扫描电镜分析等方法,分析了某核电减速机轮毂与辐条连接螺栓的断裂失效原因。结果表明:螺栓断裂是由于螺栓松动后,辐条上下滑动,使螺栓承受较大的剪切应力,最终导致其多源双向疲劳断裂;螺栓材料中存在大量超尺寸脆性硅酸盐类夹杂物,在一定程度上加速了疲劳裂纹的形成和扩展。