35CrMo钢螺栓断裂原因分析

35Cr Mo钢螺栓在使用中发生断裂。为了揭示螺栓断裂的原因,对断裂的螺栓进行了化学成分分析、显微组织检验和力学性能测定。结果表明,螺栓的化学成分、显微组织、氢含量以及夹杂物含量均符合要求,拉伸性能偏低。由断裂螺栓的断口分析发现,大部分螺栓都存在疲劳裂纹,疲劳裂纹均起源于螺纹根部,裂纹端部应力集中是螺栓发生断裂的原因,与偏低的拉伸性能无关。此外,螺纹根部的机加工缺陷也是裂纹源,在周期应力的作用下导致螺栓疲劳断裂。     

35CrMoA钢连杆螺栓断裂失效分析

用于热轧厂卷取机卷筒上的35CrMoA钢螺栓在使用过程中发生断裂,对其化学成分、硬度、力学性能进行了金相、扫描电镜及能谱分析.结果表明,螺栓断裂属于旋转弯曲疲劳断裂,螺牙根部表面缺陷造成应力集中是疲劳裂纹的萌生地,其材质的强度不足以及内部数量较多的长条状MnS夹杂加速了疲劳裂纹的扩展,引起螺栓瞬时断裂.     

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。     

氢压机连杆螺栓失效分析

通过对失效的连杆螺栓进行宏观分析及微观分析,系统分析了螺栓断裂的原因.结果表明,螺栓断裂属于疲劳断裂,其中螺栓的材料性能不足为主要原因.由于材料本身对应力集中的敏感性较高,在螺栓变径处表面形成疲劳裂纹源,另外材料本身强度以及内部存在的孔洞、晶粒取向,加速了疲劳裂纹的生成扩展,在经过交变应力作用下,最终造成螺栓疲劳断裂.     

双头螺栓断裂失效分析

M30×410 mm的双头螺栓在使用中发生了断裂。通过宏观检查、断口扫描、金相检查、化学成分测定、力学性能检测、硬度梯度检测等方式对断裂原因进行分析。结果表明：螺栓的显微组织、化学成分、力学性能正常;螺栓断口具有典型的疲劳断裂特征,其断裂形式为疲劳断裂;螺栓断裂的主要原因是螺栓杆部表面产生的微裂纹在交变应力的持续作用下逐步扩展,最终造成螺栓的断裂。     

耳环螺栓断裂失效分析

通过螺栓断口宏微观观察、金相组织检查、硬度测试以及螺纹表面粗糙度、牙底R角测量等方法对发生断裂的耳环螺栓进行了失效分析。结果表明:螺纹牙底R角偏小、螺纹表面粗糙度较大以及螺纹中径偏大导致了螺栓疲劳裂纹的出现,在交变应力作用下,裂纹扩展直至螺栓断裂。螺栓断裂为疲劳断裂。     

柴油发电机主轴承螺栓断裂分析

分析柴油机发电机主轴承紧固螺栓断裂原因，对断裂件的化学成分、力学性能和断口宏、微观形貌等进行观察和检测。结果表明:该螺栓的化学成分除Cu元素外，其余均满足设计标准；抗拉强度高出设计要求值约为18%，硬度值超出设计要求范围上限约为5%，螺栓断裂与其材质无关，但螺栓高的强度和硬度容易使微动裂纹扩展，从而发生疲劳断裂；螺栓断面存在多处疲劳裂纹源，且裂纹扩展区较大，呈现微动疲劳断裂特征，微动疲劳是引起螺栓断裂的主要原因。     

风叶片紧固用高强度螺栓断裂原因分析

对断裂失效的风叶片紧固用螺栓件进行化学成分分析、宏观分析、金相分析、硬度测试和断口分析,结果表明:3根螺栓的断裂形式均为疲劳断裂,螺纹根部的应力集中和条状硫化物造成疲劳强度的下降是造成1#螺栓疲劳断裂的主要原因;1#螺栓的疲劳扩展使得2#、3#螺栓的工作应力升高,在螺纹根部产生疲劳源,而疲劳裂纹在条状硫化物的加速作用下扩展发生疲劳断裂。     

螺栓疲劳断裂失效分析

通过宏微观断口形貌分析、化学成分分析、金相组织分析等手段,分析了螺栓断裂的原因.结果表明:螺栓疲劳断裂主要原因是螺栓表面脱碳层所导致的螺栓表面弱化,加速了疲劳裂纹源的形成,从而加速了疲劳断裂过程.     

风电叶片螺栓断裂失效分析

采用扫描电镜、金相检验、显微硬度、化学成分分析等方法对某风力发电设备叶片螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明,螺栓的断裂性质是疲劳断裂;风力发电设备运行过程中,叶片螺栓由于预紧力不一致或出现松动,导致螺栓受力不匀,受力较大的螺栓在瞬间冲击载荷下产生疲劳源,疲劳裂纹在交变载荷下不断扩展直至最终螺栓失稳断裂。     

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对断裂失效的螺栓件进行宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析、金相分析和硬度测试,结果表明,该螺栓属于起裂螺纹根部表面的单向弯曲疲劳断裂,断裂螺栓起裂区断口为穿晶和少量沿晶混合的疲劳断口,扩展区断口为穿晶疲劳断口,终断区很窄,为韧窝断口,说明螺栓起裂过程除受到弯曲疲劳应力外,还受到氢的作用,螺栓终断时弯曲应力并不大。螺栓镀锌后残留氢偏高和工作中存在振动是导致螺栓发生疲劳断裂的主要原因。     

汽车下摆臂与车架连接螺栓断裂分析

汽车在路试行驶了约28 km后,下摆臂与车架连接螺栓发生断裂。通过对螺栓断口进行宏微观观察、能谱分析,对断口附近材料进行硬度和金相检查,分析研究螺栓断裂的性质和原因,并提出改进措施。结果表明:螺栓断裂性质为低周疲劳断裂;导致螺栓断裂的原因是装配时的预紧力不足,且行驶路况较差,导致受到双向弯曲交变应力和较大冲击载荷;严格控制装配工艺,避免预紧力不足而产生螺栓松动。     

压缩机气缸盖螺栓断裂原因分析

对压缩机气缸盖上螺栓的断裂原因进行了分析。通过光学显微镜和扫描电镜对断口和金相组织进行了观察，分析了造成螺栓断裂的材质因素和力学因素。认为用估算螺栓工作时的最大预紧应力的方法，对防止埋头螺栓疲劳断裂再次重复发生有一定的参考价值。     

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机车轮箍在使用过程中发生崩箍。为确定轮箍断裂原因,使用扫描电镜和金相显微镜对试样的断口、裂纹和组织进行了观察和分析。结果表明,该轮箍断裂属于疲劳断裂,疲劳裂纹起源于轮箍内径表面扣环安装槽外侧的焊接区域。     

新氢压缩机缸盖螺栓断裂机理及对策

某企业新氢压缩机组一级缸端盖螺栓发生断裂。结合螺纹加工工艺,对螺栓断口宏观形貌、材料化学成分、显微组织、微观形貌等展开分析。结果表明:螺栓材料内部和螺纹加工面夹杂较多,在冷滚压加工过程中导致螺纹加工表面产生开裂,齿根处微裂纹在交变作用力下引起疲劳裂纹扩展,最终导致整个螺栓断裂。     

飞机翼身接头疲劳试验件失效分析及其改进

通过断口宏微观观察、金相组织检查、有限元数值分析、试验实施检查等方法,对某型飞机翼身接头疲劳试验件进行失效分析。结果表明:试验加载频率过快、左右加载作动筒不同步、试验件腹板约束不足,使得腹板连接螺栓处应力较大,从而出现疲劳裂纹,是导致试验件疲劳寿命较短的原因;断面放大可见大量的疲劳小弧线形貌,之后为快速裂纹扩展区,呈疲劳+韧窝形貌,因此,试验件断裂失效模式为典型的疲劳断裂。最后提出改进措施,提出合理的设计方案。     

连接螺栓的失效分析

某构件进行疲劳性能试验时,连接螺栓发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及化学成分检测,确定了连接螺栓的断裂性质和原因。结果表明：连接螺栓的断裂性质为微动疲劳;断裂原因是球轴承上由于某种偶然因素形成缺口,导致球轴承上裂纹的萌生和扩展,球轴承裂纹的产生使得连接螺栓与球轴承之间的预紧力减小,局部松动而产生不均匀接触,在径向有规律的往复载荷作用下,导致连接螺栓产生微动磨损,进而发生微动疲劳断裂。     

主桨毂中央件限动锁连接螺栓提前断裂原因分析

主桨毂中央件疲劳试验限动锁连接螺栓出现提前断裂故障,通过断口宏观形貌、微观组织、断口特征、硬度等分析方法,得出故障件的断裂性质为单向弯曲疲劳断裂,产生原因与螺栓拧紧力矩降低、螺栓头部倒角过渡区域加工质量有关。通过增大限动锁连接螺栓拧紧力矩、螺纹及螺栓头部R区进行倒圆弧滚压强化等改进措施,主桨毂中央件限动锁连接螺栓在疲劳试验全过程中未再发生提前断裂。     

Fatigue behaviour of bolted joints

This paper analyzes the tensile fatigue behaviour of bolted joints constituted by commercial steel bolts. They were tested under both monotonic and fatigue tensile loading, with different R-ratio. Results show that under increasing monotonic tensile loading the bolted joint is not the failure zone of the bolt, whereas such a bolted joint is the failure region under cyclic loading. The fatigue life decreases with the increase of the stress range and with the maximum stress, and pre-loading enlarges the fatigue life. Fatigue fracture surface shows a geometry of crescent moon in the case of short cracks and such a shape evolves towards a quasi-straight crack front in the case of long cracks. Fatigue fracture usually happens at the root of the first notch inside the bolted joint, although fracture initiation may happen in several consecutive notch roots, increasing the initiation angle of the fatigue crack as the applied stress diminishes.