超高强度钢气瓶疲劳裂纹扩展的研究

本文研究了六升超高强度钢瓶疲劳裂纹扩展特征。气瓶疲劳失效方式不仅与材料的性能Ｋ１ｃ 和σ０－２ 有关,而且与主要疲劳裂纹源半长度Ｃ０ 和两相邻疲劳裂纹源中心距Ｌ０ 有关。气瓶撕裂的主要原因是多疲劳裂纹源扩展汇合成一个新的大疲劳裂纹源所致。     

桥式起重机箱形梁疲劳裂纹及其剩余寿命

疲劳裂纹是导致桥式起重机箱形梁失效的主要原因,本文以75/20 t×16 m桥式起重机为例,分析其箱形梁疲劳裂纹主要产生位置及产生原因,利用ANSYS得到箱形梁疲劳裂纹在扩展阶段的应力场和位移场,分析其扩展规律,并提出一种结构改进方法,并通过ANSYS验证了这种方法的合理性。采用损伤容限设计法对桥式起重机箱形梁疲劳裂纹的剩余寿命进行计算和分析。     

1PE高压聚乙烯吐出配管失效分析

某石化厂高压聚乙烯装置1976年投产使用至今,其吐出配管上出现了裂纹。为找出裂纹产生的原因,对该管产生裂纹的部分进行了失效分析,根据裂纹断口特征确定了裂纹的性质为疲劳裂纹,检验了材料的金相组织、硬度和外壁的腐蚀情况,并通过应力分析找出裂纹扩展的动力,得出了裂纹产生的原因为腐蚀疲劳,并提出了相应的改进措施。     

裂纹源位置对6005A铝合金挤压型材高周疲劳寿命的影响

通过高周疲劳试验研究了裂纹源位置对6005A-T6铝合金挤压型材高周疲劳寿命的影响。结果表明:6005A-T6铝合金挤压型材在应力比0.1下的中值疲劳强度为164.5 MPa,疲劳强度较高,但疲劳寿命分布较分散;在最大应力200 MPa条件下,具有不同疲劳寿命试样的疲劳裂纹源区的面积较小,疲劳裂纹扩展区均由疲劳条带和二次裂纹组成,瞬断区的面积较大,均由孔洞和韧窝组成;在相同最大应力下疲劳寿命存在差异的原因在于疲劳裂纹源位置的不同,在最大应力为200 MPa条件下,疲劳裂纹源位于孔洞缺陷处试样的疲劳寿命最长,比疲劳裂纹源位于氧化夹杂物处试样的疲劳寿命延长一个数量级,疲劳裂纹源位于Al7(Cr Fe)第二相颗粒处试样的疲劳寿命居于二者之间。     

基于工程机械预防螺栓疲劳失效方法的研究

螺栓疲劳失效是导致工程机械故障的主要原因之一。疲劳发生过程可分为裂纹萌生、裂纹发展、裂纹扩散和断裂4个阶段。因此,分析疲劳过程、螺纹的疲劳因素S-N图和修正的古德曼曲线,提出预防螺栓疲劳失效的方法。     

齿轮疲劳裂纹萌生与扩展行为研究现状

齿轮传动的综合效率直接制约着交通、建筑、风电等领域的发展质量,因此,对齿轮传动功率、负载能力以及预期寿命等的要求在逐步提高;然而,齿轮疲劳失效极大地限制了现代齿轮设备的性能与可靠性。综合论述了齿轮疲劳裂纹萌生与扩展行为现状,对齿轮失效的主要形式和原因进行介绍;归纳了影响齿轮疲劳强度的因素,总结了齿轮裂纹3种类型以及裂纹萌生与扩展的原因和方法;归纳了现有的齿轮疲劳裂纹模拟方法,描述了齿轮疲劳中的微结构力学行为,以提高对齿轮疲劳的特征和机制的理解;分析了在齿轮疲劳试验下的剩余使用寿命,并对如何避免齿轮裂纹产生提出了一些建议。     

钢箱梁焊缝疲劳裂纹原因分析与维护技术研究

本文根据钢箱梁的实际使用环境,简单总结钢箱梁服役过程中的常见问题。针对钢箱梁使用过程中疲劳裂纹从制造环节、使用环境分析钢箱梁疲劳裂纹的产生原因。同时,分析现有疲劳裂纹检测方法的适用环境和局限性,并提出钢箱梁疲劳裂纹的检修方法。     

某直升机旋翼阻尼器安装螺栓断裂研究与试验

某型机喷涂了碳化钨涂层的旋翼阻尼器安装螺栓发生多起断裂或出现裂纹故障,为查明故障原因,对故障件进行了外观观察、断口宏微观观察、金相分析、硬度测试、表面涂层评价等,结果表明:螺栓断裂性质为疲劳,呈线源,裂纹扩展充分;裂纹开裂性质为疲劳.故障原因分析排查结果表明:螺栓提前出现疲劳裂纹或断裂的原因是碳化钨喷涂工艺出现批次性质...     

低载强化后汽车结构件疲劳裂纹扩展速度研究

为了从微观上揭示汽车结构件经过低载强化后疲劳强度和疲劳寿命提高的原因和机理,本文利用扫描电镜,对某汽车前轴低载强化前后试样断口的疲劳裂纹扩展速度进行了对比研究。研究结果表明,经过低载强化后的汽车结构件断口试样,其贝纹线的增长趋势减弱,疲劳辉度间距变小。这些微观变化有效地延缓了疲劳裂纹萌生,降低了疲劳裂纹扩展速率,使汽车结构件的疲劳强度和疲劳寿命都得到提高。     

高炉煤气能量回收透平转子二级叶片失效分析

对某公司断裂失效的高炉煤气能量回收透平转子二级叶片的宏观形貌、化学成分、硬度、断口、显微组织进行了观察和分析,以找出其失效的原因。结果表明:叶片断裂属于疲劳断裂,疲劳裂纹起始于叶片进气边;叶片断裂的原因为所用材料与常规设计材料不同,且采取的热处理工艺不当;叶片表面由颗粒冲蚀产生的大量凹坑促进了疲劳裂纹的萌生,是疲劳裂纹形成的外因。     

重载铁路钢轨损伤行为分析

利用电感耦合等离子体光谱仪、硬度仪、光学显微镜和扫描电子显微镜等对现场重载铁路损伤钢轨进行各种微观测试分析,分析了重载钢轨的损伤机理。结果表明:重载钢轨中碳、硅、锰含量较高,这有利于提高钢轨强度、硬度和耐磨性;现场服役损伤钢轨的表面硬度明显高于新钢轨的表面硬度,其轨距角处和轨顶区硬度高于非接触区的硬度;现场服役钢轨和新钢轨试样均表现为残余压应力;疲劳裂纹主要在轨顶区表面萌生,扩展较深且扩展角度明显不同,疲劳裂纹扩展方式主要表现为穿晶和沿晶扩展,钢轨侧磨区几乎无疲劳裂纹存在;轨顶区域塑性变形严重,塑性区组织明显被拉长细化呈流线型,塑性层厚度与裂纹扩展深度大致相同。     

水介质下打磨磨痕对钢轨疲劳损伤的影响

采用棕刚玉砂纸在钢轨试样表面处理得到不同角度打磨磨痕,利用MMS-2A轮轨摩擦磨损试验机研究了水介质下不同角度打磨磨痕对钢轨疲劳裂纹扩展的影响。结果表明：水介质条件下打磨磨痕与运行方向夹角在0°～45°范围内时,钢轨表面粗糙度略高,高于夹角为70°、90°打磨磨痕区域表面粗糙度;相比没有打磨磨痕的光滑区域,0°～45°打磨磨痕将加速钢轨接触疲劳裂纹的扩展,20°磨痕区域的裂纹扩展尤为严重,出现了许多分支裂纹;而70°、90°的打磨磨痕一定程度上会减缓疲劳裂纹的生长,90°打磨磨痕区域基本只存在表层裂纹;打磨磨痕角度由0°向90°增大时,裂纹扩展深度先变大后变小,而裂纹扩展角度呈现出逐渐减小的趋势。     

Influence of Different Application of Lubricants on Wear and Pre-existing Rolling Contact Fatigue Cracks of Rail Materials

Rolling contact fatigue (RCF) of rail can be a significant problem affecting safety and maintenance. Rail materials have been optimized to reduce it, but not enough is known about how friction management products applied to the rail affect crack growth. This study presents experimental results carried out to explore the influence of different lubricants and application orders on wear and pre-existing RCF cracks in rail materials. The results indicate that the types or properties of lubricants have a vital role in the wear rate and fatigue crack growth characteristics of rail materials after conditioning with 5000 dry cycles to initiate cracks. Using a different application order of two lubricants has a significant influence on the crack growth angles in the rail rollers.     

高速铁路钢轨剩余疲劳寿命预测研究

利用断裂力学理论建立高速铁路钢轨剩余寿命的预测模型;首先对特定线路上钢轨的动载弯曲应力、温度应力、残余应力进行计算,然后利用预测模型估算高速钢轨的疲劳剩余寿命,分析钢轨材料、列车速度系数、钢轨基础弹性系数对钢轨剩余寿命的影响。结果表明:相同营运条件下,U71Mn钢轨剩余寿命比PD3钢轨长;钢轨剩余寿命随列车速度系数的增加而降低,随钢轨基础弹性系数的增长而延长。     

Investigation on Wear Resistance and Fatigue Damage of Laser Cladding Coating on Wheel and Rail Materials under the Oil Lubrication Condition

The aim of this study is to investigate the wear resistance and fatigue spalling damage of wheel and rail materials with and without laser cladding coating under oil lubrication using a rolling–sliding machine. It illustrates that the laser cladding Co-based alloy coating improves the wear resistance of wheel and rail rollers. Serious spalling is dominant for untreated wheel and rail rollers. The wheel or rail roller undergoing laser cladding treatment takes on slight abrasive wear and visible ploughing. Furthermore, there are no cracks on the contact surface and subsurface. The laser cladding Co-based alloy coating exhibits outstanding resistance to wear and fatigue spalling damage due to its microstructure in the coating under oil lubrication.     

不同应力比下U75V轨道钢疲劳裂纹扩展行为研究

对高速铁路常用轨道钢U75V进行了不同应力比下的疲劳裂纹扩展门槛值测试和疲劳裂纹扩展试验。试验结果表明,应力比对U75V轨道钢的裂纹扩展行为有着显著影响。利用分级降载法测得的疲劳裂纹扩展门槛值随应力比的增大而减小,裂纹扩展速率随应力比的增大而增大。对裂纹断口微观形貌进行了细致观察分析,发现整个疲劳断口分布有凸条纹棱线。疲劳门槛值附近出现沿晶体学平面的穿晶小刻面;低扩展速率区凸条纹棱线平行排列,棱线方向与珠光体片层方向一致;高扩展速率区的棱线出现弯曲及碎裂,同时伴有解理断面及二次裂纹。     

Stress Intensity Factors Evaluation for Rolling Contact Fatigue Cracks in Rails

The stress intensity factors (SIFs) for multiple rolling contact fatigue cracks of a network in the Iran railway under vehicle dynamic load are evaluated in this article. Stress intensity factor evaluation under dynamic loading is simulated in three dimensions using a linear elastic boundary element code. For this purpose, a UIC60 rail with accurate geometry using a boundary element method is studied. A three-dimensional model in Franc3D is provided. Finally, the influence of the friction coefficient between the wheel and rail, crack surface friction, trapped fluid, and initial crack length on SIFs are investigated in detail.     

龙门起重机用钢轨断裂的原因

采用力学性能试验和金相分析等方法,对龙门起重机用钢轨断裂的原因进行了分析.结果表明:在接地线用导电钢筋与钢轨焊接的焊缝附近存在一些较大的孔洞,在热影响区内存在穿晶裂纹,这些微观缺陷构成了多个裂纹源,这些裂纹源在外界交变载荷的作用下,逐渐扩展,最终导致了钢轨的疲劳断裂.     

PD3和U71Mn钢轨钢疲劳裂纹扩展速率研究

利用MTS试验机, 在常温下对两种钢轨PD3和U71Mn进行疲劳裂纹扩展速率试验研究,根据Paris公式确定两种钢轨的疲劳裂纹扩展速率,利用极大似然估计法计算带有一个随机变量描述的疲劳裂纹扩展速率的概率方程.结果表明,裂纹扩展速率曲线符合一般疲劳裂纹扩展规律;PD3的强度性能优于U71Mn,但U71Mn表现出更好的抗疲劳裂纹扩展性能,扩展速率低于PD3钢轨;疲劳裂纹扩展速率的不确定性方程与试验结果相符.     

PD3与U71Mn钢轨疲劳裂纹扩展特性研究

针对广深线铺设使用中已出现斜线状裂纹的PD3和U71Mn两种钢轨试样进行了成分、机械性能与微观形貌分析。结果表明：PD3钢轨的强度性能优于U71Mn钢轨的强度性能;U71Mn钢轨裂纹扩展角度比PD3钢轨的裂纹扩展角度要小;U71Mn钢轨在疲劳裂纹扩展中以沿晶和穿晶混合型扩展为主;而PD3钢轨试样的疲劳裂纹扩展主要以穿晶为主,裂纹更容易扩展,扩展速率更大。综合分析表明,U71Mn钢轨更适合于高速铁路铺设使用。