矿用重载双列圆柱滚子轴承振动特性研究

针对振动噪声对矿用重载双列圆柱滚子轴承疲劳寿命影响较大的问题,以矿用重载NN3040双列圆柱滚子轴承为研究对象,分析了矿用重载双列圆柱滚子轴承模态特性;以模态振动频率为加载条件研究了矿用重载双列圆柱滚子轴承振动速度、加速度等振动特性。仿真及研究结果表明:不同模态阶数下,矿用重载双列圆柱滚子轴承振动频率、振型不同;矿用重载双列圆柱滚子轴承不同零件受载不同,轴承振动速度、振动加速度不同。该研究为矿用重载双列圆柱滚子轴承振动噪声减小、疲劳寿命的提高等方面提供理论依据。     

矿用重载双列四点接触球轴承接触特性研究

针对矿用重载双列四点接触球轴承的承载、接触、疲劳等方面的较高要求,以某型矿用重载双列四点接触球轴承为研究对象,运用有限元仿真软件ANSYS对轴承接触特性进行研究。研究结果表明:矿用重载双列四点接触球轴承等效应力、接触应力满足实际工况生产要求;轴承沿周向方向在不同区段,受载形式、大小、方向不同,对应的轴承接触载荷大小、方向也不同。该研究为矿用重载双列四点接触球轴承承载能力的提升、接触特性的改善、疲劳寿命的增加等方面提供了理论依据。     

成品钎断裂部位的金相分析

采用光学金相、电子金相、能谱分析等手段，对H22成品钎破断试样进行了分析，研究得出：裂纹、夹杂、硬度、金相组织都对成品钎寿命有很大影响；成品钎正常断裂的断口为腐蚀疲劳断口；应进一步提高中空钢内、外的表面质量，提高钢的纯度；通过控制金相组织使钎杆获得足够高的硬度：应采取相应措施适度提高成品钎领盘前200mm-300mm范围内的强度。     

夹杂物尺寸对汽车车轮用钢疲劳寿命的影响

采用MTS858电液伺服疲劳实验机研究了高强度车轮用钢的疲劳寿命, 并用Quanta 600环境扫描电子显微镜对疲劳断口形貌进行了观察。通过对实验数据分析, 计算得出了夹杂物的临界尺寸, 并根据正态分布理论对车轮钢的疲劳寿命进行了预测。研究结果表明, 疲劳裂纹均是从内部或者亚表面的夹杂物处萌生; 能谱分析表明: 夹杂物的成分主要是钙铝的氧化物, 测量所得裂纹源处夹杂物尺寸大部分超过了临界尺寸。     

航空2024铝合金VIC-3D静载分析和疲劳试验

通过VIC-3D技术测量静态拉伸全场二维应变及应力,基于航空载荷谱进行动态载荷疲劳试验,利用扫描电子显微镜对试件断口进行观察,研究航空2024铝合金的力学性能。结果表明,利用Y方向应变随时间变化云图,可以探究裂纹出现及发展规律,疲劳试样在第34周循环,总第169 973次循环后发生疲劳断裂。疲劳断口可观察到疲劳源区、疲劳裂纹扩展区及瞬时断裂区,并呈扇形向外扩展。疲劳裂纹萌生于试件表面,裂纹扩展区二次长裂纹方向和裂纹扩展方向垂直,并存在疲劳辉纹,瞬时断裂区呈现出塑性断裂韧窝状形貌,局部存在冲击面形貌。     

水射流喷丸强化的试验研究

为获得水射流喷丸强化对材料表面力学特性和疲劳寿命的影响规律,选择喷丸压力、移动速度和靶距为影响因素,应用水射流对2A11铝合金和45钢进行喷丸试验;采用显微硬度计和X射线应力分析仪分别测定喷丸表面显微硬度和表面残余应力,利用扫描电子显微镜进行疲劳断口形貌观察,应用能谱仪进行内部疲劳源区夹杂物成分分析,获得水射流喷丸强化增益效果及疲劳裂纹萌生机制,指出水射流喷丸可以提高两种材料的表面显微硬度、表面残余压应力和疲劳寿命,并存在最大表面显微硬度靶距和最大表面残余压应力靶距,在试验条件下,2A11铝合金和45钢喷丸疲劳试样比未喷丸疲劳试样的疲劳寿命分别最大提高1.74倍和2.67倍,且水射流喷丸疲劳裂纹萌生位置的机制与传统喷丸相同。     

TA1纯钛点焊接头的疲劳性能分析

针对1.5 mm厚的TA1纯钛板电阻点焊接头,开展疲劳实验研究。利用超声波扫描显微镜对纯钛板点焊接头进行扫描,获得接头的C扫描图像;对接头进行拉剪实验,获得接头失效载荷;研究纯钛板点焊接头的疲劳性能,建立载荷-寿命曲线,对疲劳断口进行电镜扫描,分析疲劳裂纹扩展形式。结果表明,随着焊接电流增大,超声C扫描图像所测得的焊核直径均值随之增大,且C扫描图像可表征飞溅等焊接缺陷。载荷水平为10%、13%、30%对应的疲劳寿命平均值分别为1 753 302、261 193、8 263次。接头主要的疲劳失效模式为母材"眉状"断裂失效,裂纹源位于两板内侧焊核与母材交界的热影响区,在疲劳裂纹的稳定扩展区存在明显的塑性疲劳条带。     

航空2024铝合金VIC-3D静载分析和疲劳试验VIC-3D Static Analysis and Fatigue Test of 2024 Aluminum Alloy 陈亚军 黄彦 薛程丹 洪建国

为系统研究航空2024铝合金的力学性能,首先通过VIC-3D技术测量静态拉伸全场二维应变及应力,其次基于航空载荷谱进行动态载荷疲劳试验。VIC-3D结果表明,利用Y方向应变随时间变化云图,可以探究裂缝出现及发展规律;采用运输类飞机下翼面标准载荷谱TWIST,疲劳试样在第34周循环,总第169973次循环后发生疲劳断裂。利用扫描电子显微镜对试件断口进行观察,疲劳断口可观察到疲劳源区、疲劳裂纹扩展区及瞬时断裂区,并呈扇形向外扩展。疲劳裂纹萌生于试件表面;裂纹扩展区二次长裂纹方向和裂纹扩展方向垂直,并存在疲劳辉纹;瞬时断裂区呈现出塑性断裂韧窝状形貌,局部存在冲击面形貌。     

预腐蚀7050-T7651铝合金裂纹扩展行为

开展不同预腐蚀时间下含单边裂纹7050-T7651铝合金单轴拉伸实验;利用数字图像相关观测试件在加载过程中的表面变形场信息,描述裂纹扩展的时空演化特征;通过扫描电镜观测试件断口显微形貌,分析其断裂特征。结合加载曲线,变形场演化和断口分析讨论腐蚀损伤对铝合金材料裂纹扩展的影响。实验结果表明：腐蚀损伤达到一定程度会导致铝合金试件承载能力的下降;腐蚀损伤较轻时(腐蚀4小时),腐蚀损伤能够引发裂纹偏折,改变裂纹扩展路径;腐蚀损伤进一步加剧(腐蚀6小时),腐蚀损伤会引起次裂纹萌生,裂纹联合、扩展导致了试件的最终失效。断口分析表明裂纹扩展的关键区域均存在腐蚀和材料脆化特征,证实腐蚀损伤对材料断裂路径和失效模式的重要影响。     

激光沉积Ti65钛合金低周疲劳性能

对激光沉积制造的Ti65钛合金进行室温低周疲劳实验,对比研究了高、低功率试样的低周疲劳性能。结果表明,高、低功率试样均表现出循环软化的特征,随着应变幅的增加,试样的软化率在不断提高;相同应变幅下,高功率试样的软化率和疲劳寿命高于低功率试样。通过损伤演化模型对疲劳寿命进行预测,预测结果较为准确,均处于1.5倍分散带以内。低应变幅下,低功率试样疲劳源萌生于气孔缺陷,高功率试样疲劳源萌生于表面裂纹,低功率试样裂纹萌生速度明显快于高功率试样,疲劳寿命更低;高应变幅下,试样具有多疲劳源,疲劳寿命明显下降。不同功率试样的裂纹均以穿晶断裂的形式进行扩展。     

柴油机排气阀盘面断裂的失效分析

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪等对某柴油机排气阀盘面的断口进行了观察和分析.结果表明:阀盘面的断口出现人字纹、河流花样和韧窝等特征,为沿晶十穿晶混合型断裂;断口处有夹杂物,断裂面上裂纹尖端覆盖有一层氧化皮,表明断裂过程中有腐蚀氧化过程;腐蚀氧化、高频率冲击和热应力等共同作用导致了阀盘面的疲劳断裂.     

振动机械轴承的选择

振动机械在高速重载情况下工作,轴承的选择对于设备设计是特别重要的,这要从轴承的寿命及转速两个方面加以研究。本公司改进了重载型223C系列球面滚子轴承,研制了一种耐用轴承用于振动机械。在动力传动及运送方面,轴承所承受的惯性大小一般是不同的,这里试想从轴承的寿命考虑。     

大型滚子轴承寿命分布和可靠性系数的研究

通过对５２５套大型滚子轴承疲劳寿命数据的分析,证明了大型滚子轴承疲劳寿命服从三参数威布尔分布,并且确定了大型滚子轴承可靠性系数α的值,此结果为合理评价大型滚子轴承的可靠性和准确预测其高可靠度下的寿命提供了科学依据。     

冻融循环作用下卸荷砂岩微观损伤特性试验研究

在"一带一路"倡议背景下,大量岩体工程建设在高寒地区,研究高寒地区岩石在冻融环境下的微观损伤演化规律对分析岩石宏观力学性能具有十分重要的意义。以砂岩为研究对象,开展了冻融循环试验;然后,对经历不同冻融循环次数的砂岩进行三轴卸荷试验,得到破坏断口典型部位的切片;最后,对切片进行扫描电镜试验,统计砂岩微裂纹长度、宽度、面积及方位角等微观损伤信息。试验结果表明:在不同的围压和冻融循环次数条件下,断口微裂纹长度由指数分布演化到对数正态分布,微裂纹宽度及面积分别符合对数正态分布和指数分布,微裂纹方位角变化均无明显规律性。初始围压对断口微裂纹的长度,宽度,面积发育起着抑制作用,而冻融作用一定程度上起着促进作用。此研究成果对损伤岩石的宏细力学性能分析提供了一定科学依据。     

几种钎钢材料的冲击疲劳性能

通过冲击疲劳试验,研究了几种材料不同热处理的冲击疲劳性能。结果表明．40Cr正火高温回火热处理的冲击疲劳寿命高于淬火低温回火和正火低温回火的冲击疲劳寿命。30CrNi4Mo钢正火低温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命高于淬火低温回火和淬火高温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命,淬火高温回火的冲击疲劳总寿命高于正火及淬火低温回火热处理的冲击疲劳寿命。新型贝氏体钢正火低温回火热处理的冲击疲劳寿命高于淬火低温圆火热处理的冲击疲劳寿命。文中分析了多次冲击疲劳裂纹扩展的行为及不同热处理工艺下冲击疲劳寿命提高的原因。     

氢致裂纹对冲击活塞寿命的影响

通过对失效活塞断口和实验活塞断口的金相组织对比分析，得出了氢致裂纹是影响活塞寿命的主要原因，并提出了防止氢致裂纹及提高活塞寿命的一些具体措施。     

煤Ⅰ型动态断裂裂纹扩展规律试验与数值模拟研究

为研究冲击速度、层理角度及切缝深度对煤样Ⅰ型动态断裂裂纹扩展速度与扩展路径等断裂特性的影响,结合分离式霍普金森压杆(SHPB)试验和基于连续-非连续单元方法(CDEM)的数值模拟,对3种切缝深度的直槽半圆弯曲煤样(NSCB)开展不同层理角度和多种加载速率下的Ⅰ型动态断裂测试与数值模拟研究。得到煤样在冲击载荷下裂纹萌生、演化、扩展及贯通的渐进破坏全过程,模拟与试验结果吻合较好,证明CDEM数值模拟方法能够较好地模拟煤样Ⅰ型动态断裂从连续到非连续的渐进破坏过程。研究表明:煤样裂纹瞬时扩展速度随时间变化波动性较大,前期扩展较快,后期扩展较慢,可将试件裂纹扩展分为高速扩展阶段和稳速扩展阶段;冲击速度对裂纹平均扩展速度影响最大,切缝深度次之,层理角度影响最小。裂纹平均扩展速度随冲击速度增大而增大,但渐趋于平缓,而随切缝深度增加逐级降低。并在忽略层理角度影响的情况下,得出冲击速度与切缝深度对裂纹平均扩展速度的双因素预测模型;冲击速度越大,裂纹起裂时间越短,但其对裂纹扩展路径影响很小。层理角度对裂纹起裂时间基本没有影响,但对裂纹扩展路径影响较大。层理角度为0°和90°时,煤样裂纹最为平直,层理角度为...     

牵引电机轴承初始径向游隙的确定及修正寿命计算

在ROMAX中建立轴承-转子系统,根据轴承-转子基本参数及其承受不同振动加速度下得到轴承不同的工况和轴承游隙与寿命的关系。依据ISO16281修正参考额定寿命的计算公式,得到在不同工况下轴承的寿命,并考虑了配合及温度对轴承游隙影响。因此,依据配合及温度的影响,非驱动端初始径向游隙30~50μm,驱动端初始径向游隙45~75μm。     

DP590双相钢激光胶接点焊接头的疲劳强度分析

为对比分析DP590双相钢激光胶接点焊接头和激光点焊接头的疲劳强度,针对1.5mm厚的DP590钢板,以焊接功率、焊接时间、离焦量为变量,进行三因素三水平的激光点焊和激光胶接点焊正交实验,通过拉剪实验获得两种接头的失效载荷;应用方差分析方法辨析焊接工艺参数对两种接头焊接质量的影响程度;开展疲劳实验,建立接头的载荷-寿命曲线,并对胶接点焊接头进行疲劳断口分析。结果表明,胶接点焊接头的拉剪失效载荷和疲劳强度均大于点焊接头;对胶接点焊接头和点焊接头的力学性能影响最大的工艺参数分别是焊接功率、焊接时间;胶接点焊接头的疲劳裂纹主要起源于热影响区,疲劳裂纹扩展区存在明显的疲劳条带,瞬断区出现典型韧窝形貌。     

氢含量对锆合金蠕变-疲劳行为的影响及机理研究

针对反应堆用锆合金渗氢后易发生蠕变-疲劳失效问题,采用频率修正应变寿命法和频率修正滞回能法研究了再结晶状态的锆合金在320 ^oC、不同渗氢含量下的蠕变-疲劳行为。结果表明：随保持时间增加,无渗氢试样的抗蠕变-疲劳性能降低,但保持时间30 s以上时无明显影响;保持时间对渗氢试样的抗蠕变-疲劳性能无影响。不同保持时间下,未渗氢试样的抗蠕变-疲劳性能最好,0.04%氢含量试样的性能最差,0.005%氢含量在高应变水平(高滞回能)下的抗蠕变-疲劳性能弱于0.02%氢含量试样,而在低应变水平区域优于0.02%氢含量试样。氢含量的影响机理为：固溶氢可提高蠕变-疲劳寿命,氢化物可降低蠕变-疲劳寿命;0.04%氢含量试样中氢化物起主导作用,导致其蠕变-疲劳性能最差。