发动机带管路液压作动筒裂纹分析

由1Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢经电子束焊接的发动机带管路液压作动筒,在焊后打压时或工厂试车后多次出现漏油故障。为了研究其失效机理,采用宏观检查、金相分析、断口观察、硬度测试等方法对作动筒材料、焊接工艺、焊接质量进行研究,并开展了相关试验。结果表明:作动筒焊缝裂纹是由于电子束焊设备出现了不稳定现象引起的;改用其他设备焊接裂纹不再产生。     

发动机作动筒裂纹分析

发动机作动筒末端件孔边是裂纹故障多发部位,严重影响使用安全。对作动筒典型失效结构件进行断口观察、能谱分析,结果表明：断口上有明显的腐蚀产物和沿晶断裂特征;在裂纹源区、扩展区和裂纹尖端都出现了Na、K和Cl等杂质元素,具有典型的腐蚀特征;进一步对作动筒结构的力学分析表明,在使用过程中故障部位存在一定的拉应力,综合判断孔边裂纹失效模式为应力腐蚀开裂,腐蚀介质主要来自含Cl元素较多的潮湿使用环境。该研究结果对此类作动筒的使用和故障预防提供了借鉴。     

某型航空发动机液压作动筒电子束焊接仿真分析

针对某型航空发动机液压作动筒电子束焊接,采用SYSWELD软件模拟液压作动筒电子束焊接过程,通过数值建模和仿真计算,对比分析了不同热输入对焊缝熔宽和熔深的影响,获得了在不同热输入下作动筒的瞬时温度场分布和温度循环曲线,为选择和优化液压作动筒电子束焊接工艺参数提供了理论依据。     

国产TIG焊导电辊接头失效机理分析

通过对国产TIG焊失效导电辊哈氏合金C-22断口进行XRD、EDAX成分分析、失效区金相组织及断口形貌观察、极化曲线测定等手段分析了国产TIG焊导电辊的失效原因及其失效机理.金相观察表明哈氏合金筒体焊后未经过固溶处理,会导致焊缝金属和母材之间存在组织差异;腐蚀裂纹宏观形貌观察表明导电辊断裂失效的裂纹源主要萌生于筒体表面的焊缝区域,并逐渐向焊缝内部扩展并最终进入母材;极化曲线测试表明填丝TIG焊焊缝的腐蚀电位要低于母材的腐蚀电位,腐蚀电位差异是导致导电辊焊缝区域发生严重腐蚀的主要原因.这项研究成果可为进一步开展哈氏合金导电辊的制造提供理论依据和技术指导.     

燃气管线法兰与管道环缝焊后开裂成因分析

某公司负责施工的天然气管线,地基下沉,打压时发现,多处环形焊缝开裂。对其法兰、焊肉、焊材进行化学成分分析,焊缝金属及母材进行金相检验等,找出了焊缝开裂的原因。结果分析表明:该环形焊缝开裂的主要原因是焊条的药皮中硫含量超标,引起焊缝金属中硫元素过高,硫与铁形成低熔点共晶物,在焊缝熔池凝固过程中形成热裂纹,在打压过程中失稳扩展开裂。     

某型起落架收放作动筒锁定信号异常的改进设计

针对某型起落架收放作动筒锁定信号出现异常的问题,在收放作动筒液压油路上进行了改进设计。经验证,改进后的收放作动筒性能稳定、工作可靠,未出现异常,对其他类似产品的设计有一定的借鉴意义。     

腐蚀环境对2024铝合金搅拌摩擦焊缝疲劳与裂纹扩展性能的影响（英文）

研究2024铝合金搅拌摩擦焊缝在空气、预腐蚀与3.5%盐水腐蚀液中的疲劳与裂纹扩展性能,并采用SEM对断口的近门槛区、稳定扩展区与瞬断区进行观测。结果表明,腐蚀环境对铝合金搅拌摩擦焊缝的寿命产生很大影响,焊缝的腐蚀疲劳寿命只有空气中的一半左右;焊缝的裂纹扩展速率比母材快,在腐蚀环境下,随着应力强度因子幅度的增大,母材与焊缝裂纹扩展速率的差距越来越大,但预腐蚀损伤对焊缝的裂纹扩展速率影响较小,只是降低了裂纹萌生寿命。     

核电站钢制安全壳SA738Gr.B钢焊缝裂纹产生原因分析及预防

针对国内某核电工程钢制安全壳闸门插入板与筒体之间的焊缝产生裂纹的实际情况,重点围绕焊接过程质量控制,焊接热裂纹、冷裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹以及再热裂纹产生的原因进行了详细分析,确定了SA738Gr.B钢焊缝裂纹产生的原因和制定了合理的预防措施,避免裂纹再次产生,为后续工程焊接工艺制定提供了参考。     

六自由度液压伺服运动系统研究

介绍了飞行模拟机六自由度运动系统的结构及组成,并对伺服作动筒的液压控制原理和伺服接口控制进行了详细论述;针对运动系统的工作特点,分析了液压作动筒安全机制的设定,为六自由度运动系统的进一步研究奠定了基础。     

塔体法兰与筒体焊缝中裂纹的产生原因及预防措施

由西班牙ＧＡＭＥＳＡＥＯＬＩＣＡ公司设计的 60 0ＫＷ风力发电机的塔架 ,主要由Ｓ35 5Ｊ2Ｇ3材料制成的法兰与Ｑ34 5 -Ｃ材料制成的筒体组成。在工艺评定的基础上进行了焊接生产。在施工中 ,对于已焊成的法兰和筒体的对接焊缝进行超声波检验时 ,发现存在焊接裂纹 ,并且这种裂纹在同一条焊缝上多次出现。因此 ,分析焊接裂纹的性质 ,查找焊接裂纹产生的原因 ,提出避免裂纹的有效措施 ,是提高产品质量的必要保证。1　焊接工艺1 .1　塔体法兰与筒体的焊缝形式法兰为高颈法兰 ,厚度80ｍｍ ,颈高分别为 2 5ｍｍ和4 0ｍｍ左右。筒体的厚度分别为 …     

径向间隙对304L不锈钢振动疲劳性能的影响

基于疲劳试验和有限元分析，研究径向间隙对插套焊疲劳性能的影响. 疲劳试验表明，应力比较大时，试样易在焊趾处失效，焊趾处裂纹由外向内扩展；应力比较小时，易在焊根处失效，焊根处裂纹由内向外扩展. 未失效试样径向间隙高于失效试样. 利用有限元软件建立了插套焊有限元模型，分析了径向间隙对焊根和焊点处疲劳性能的影响. 结果表明，相对于0.1 mm的径向间隙，0.4 mm径向间隙能降低焊根和焊趾处的应力，降低幅度分别为14%和1.4%，径向间隙越大，焊根和焊趾处的应力峰值越小，疲劳性能越好.     

海底油气管道焊接接头的安全评定

采用欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP(Structural Integrity Assessment Procedure)，针对APISLX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹和埋藏裂纹进行安全评定。评定是在给定裂纹尺寸和载荷条件下，应用有限元分析，根据CTDD(裂纹尖端张开位移)试验结果进行的。同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果，建立了X65管线钢焊接接头的一级、三级评定曲线。评定结果表明，不论是采用一级或是三级评定，各评定点均在评定曲线定义的范围内，说明该结构是安全的。将SINTAP安全评定方法应用于管道结构，为SINTAP在国内管道结构安全评定中的应用奠定了基础。     

海底管道高匹配焊接接头的安全评定

在给定裂纹尺寸和载荷条件以及材料的力学性能的情况下,根据欧洲共同体提出的结构完整性评定方法(SINTAP),针对高匹配API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行安全评定,用极限载荷法和GTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果进行评定.同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果,建立高匹配X65管线钢焊接接头的二级评定曲线.评定结果表明,在采用二级评定时,评定点在评定曲线范围内,说明该结构是安全的.将SINTAP安全评定方法应用于高匹配焊接管道结构,将为SINTAP在国内管道结构安全评定中的应用奠定基础.     

HXD2机车转向架拉杆座角焊缝疲劳失效机理

针对HXD2型电力机车在某穿越秦岭山脉线路服役中多台次拉杆座角焊缝出现裂纹的问题,进行了试验与仿真分析。发现裂纹表面有明显疲劳辉纹,表明角焊缝服役中发生疲劳失效;焊缝根部是疲劳起裂位置,有多源起裂形貌特征;起裂后裂纹从中心向两侧扩展、从根部向焊缝表面扩展,在接头横截面上裂纹路径与水平方向夹角近似为45°;统计分析和仿真计算表明,角焊缝裂纹的发生与拉杆座/基板之间的间隙值有关联性,根部间隙越大,则角焊缝抗疲劳性能越差;分析其主要机理是间隙较小时,焊缝受压后拉杆座底面与构架基板表面更容易发生接触,接触后基板表面分担部分载荷。因此,间隙较小时,焊缝应力幅较小;而间隙较大时,不仅应力幅较大,而且在焊根处易出现末端尖劈形貌。 创新点： 分析了某穿越秦岭山脉线路HXD2电力机车拉杆座角焊缝疲劳失效行为,揭示了电力机车车架角焊缝疲劳裂纹与角焊缝根部间隙的相关性,阐明了根部间隙影响拉杆座角焊缝抗疲劳性能的机理。     

焊缝非匹配海管表面缺陷的安全评定

采用欧洲共同体提出的工业结构完整性评定方法（SINTAP），对给定裂纹尺寸和载荷条件下的EH36管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定：由拉伸试验得到的焊缝和母材的屈服强度比值大于10％，确定此次评定适用于SINTAP第二级评定，并给出二级评定图，计算结果表明，在裂纹深度α=2.2mm，在极限裂纹长度范围内变化的裂纹，其对应的评定点均落在评定曲线定义的范围内。这说明含有该范围内裂纹的缺陷是可以验收的。比较评定结果发现，裂纹深度方向上的变化较长度方向上的变化对评定结果产生的影响更明显。     

高钢级管道环焊缝裂纹失效分析

含裂纹缺陷的环焊缝失效分析,是解决X70及以上高钢级管道环焊缝质量风险的必要环节。文中对现阶段含裂纹缺陷的环焊缝排查和失效分析进行了梳理和成果总结分析,及时发现问题和规律,为后续安全管控和裂纹机理研究提供参考。已有失效分析规律总结如下：X70及X80管道环焊缝裂纹以根焊开裂形式为主;变壁厚、管道顶部和底部等位置容易发生环焊缝裂纹缺陷,焊接施工和缺陷无损检测及评判时应重点关注,尽量避免漏评误判;焊瘤、错边、余高等外观检测指标超标,导致环焊缝成形较差,影响裂纹缺陷的检出并加重根焊位置的应力集中。基于上述规律,建议对新建管道需加强针对管道环焊缝外观检测、根焊裂纹检测工艺。而对于在役管道,重点防范弯曲等附加载荷影响,依托环焊缝裂纹失效分析,进一步研究环焊缝裂纹形成的微观机理和控制参数。     

FV520B钢十字焊接接头的疲劳性能

用金相显微镜和扫描电镜观察了FV520B钢焊接接头母材、焊缝及热影响区的微观组织;并通过透射电镜给出了母材和焊缝的微观形貌。结果表明:母材组织为细小均匀的回火马氏体、弥散分布的析出相及高密度位错,而焊缝为粗大的板条马氏体及少量的析出相,说明母材力学性能优于焊缝。利用疲劳实验获得了高平均拉应力下接头的疲劳强度及S-N曲线等。通过对疲劳断口的观察,发现疲劳断裂主要有两种形式:破坏于焊趾处和焊接缺陷处,由于这里严重的应力集中,加速了疲劳裂纹的萌生。     

飞机液压裂纹管路动力学分析及其泄漏故障诊断北大核心

加工制造及现场装配会导致飞机液压管路外表面产生微缺陷,管路的流固耦合振动会导致微缺陷逐渐转化成裂纹甚至扩展成贯穿性裂纹,进而导致管路产生泄漏故障。因此,研究两端固支约束的飞机液压管路在含有圆周非贯穿裂纹时的动力学特性,建立飞机液压管路流固耦合振动方程以及两端固支约束管路模态函数,并在此基础上构建裂纹管路模态函数,采用Galerkin法对管路流固耦合振动方程离散化,求解方程得到裂纹位置、裂纹圆周角对管路动力学特性影响规律;考虑在循环冲击作用下管路裂纹会扩展成贯穿性裂纹情况下,对循环压力冲击作用下飞机液压管路泄漏故障进行模拟,通过小波变换和负压波法检测及定位管路泄漏位置,最后开展管路泄漏故障实验,验证了检测方法的精确性。     

轮缘润滑器安装座失效原因分析

轮缘润滑器安装座故检过程中,渗透检测发现T型焊缝处出现宏观裂纹,该结构材料为Q345钢。通过外观检测、裂纹宏观形貌观察、裂纹断口形貌观察、焊接微观组织观察、冲击断口观察等试验,对结构的开裂原因进行分析。试验结果表明:焊接接头微观组织良好,无明显焊接缺陷,可排除由于组织原因引起构件失效的可能;对比裂纹断口形貌与焊缝金属冲击断口形貌,两者存在较大差异,可排除由于承受较大冲击载荷开裂的可能;裂纹微观断口存在大量疲劳条带,表明结构为疲劳开裂;综合考虑裂纹启裂位置的受力情况,可以判定疲劳开裂的原因是承受载荷部位的应力集中问题。     

A7N01铝合金焊接接头的疲劳特性及寿命预测(英文)

研究A7N01铝合金焊接接头的疲劳特性,提出基于疲劳裂纹萌生寿命的寿命预测模型。母材、热影响区和焊缝三个区域内的疲劳裂纹萌生寿命差异较小。在这三个区域内,疲劳裂纹萌生寿命与疲劳总寿命之比是一个依赖于材料的参数,对于母材、热影响区和焊缝分别为26.32%、40.21%和60.67%。提出的疲劳寿命预测模型与实验结果和Basquin’s模型预测结果吻合良好。利用扫描电子显微镜(SEM)对疲劳断口进行观察,发现焊缝区域的裂纹萌生于焊接过程中产生的光滑表面。热影响区内疲劳裂纹萌生于熔合区气孔。母材中破碎的第二相是引起疲劳裂纹的主要原因。