发动机压气机叶片断裂故障分析与试验验证

发动机工作过程中出现燃气温度偏高的异常现象,返厂试车过程中Ⅱ级、Ⅲ级压气机转子叶片发生断裂。通过分解检查和理化分析,确定各断裂叶片的断裂性质及首断件;从设计、制造、装配、使用方面对首断件断裂原因进行分析,并采用整机模拟燃气温度偏高试验和压气机叶片叶尖振幅测量试验对断裂原因进行验证。结果表明:Ⅱ级压气机部分转子叶片发生高周疲劳断裂,为首断件;发动机严重进气畸变状态下,燃气温度偏高,Ⅱ级转子叶片一阶弯曲振动应力过高;可调叶片角度不准确、非正常激励频率是导致压气机叶片断裂的原因。     

发动机燃油管断裂故障分析

某型发动机燃油管多次发生断裂故障,断裂部位在管接头端焊缝附近,采用断口分析、金相组织分析、管道强度计算、安装应力测量等方法,对燃油管断裂的原因进行了分析。结果表明,燃油管安装应力过大是引起断裂的主要原因。结合实际经验,加强装配过程控制,提高装配质量,可有效预防燃油管断裂故障。     

汽车发动机曲轴断裂分析

汽车发动机曲轴在台架试验过程中突然从连杆轴颈圆角远离扇板一侧边缘发生旋转弯曲疲劳断裂。综合运用断口宏微观观察、表面粗糙度（R_a和R_z）测量、残余应力测试及截面金相观察技术，确定曲轴疲劳断裂主要由轴颈圆角滚压不良导致局部萌生微裂纹及工作过程中受到短时异常应力作用引起；轴颈圆角比技术要求的略小对曲轴疲劳断裂具有促进作用。单一的表面粗糙度R_a不能完好反映轴颈滚压质量，建议采用残余应力测试、表面粗糙度R_a和R_z相结合的方法评价轴颈滚压质量。     

某型飞机肘形导管断裂故障分析与改进验证

针对某型飞机液压四通管路结构中肘形导管根部多次出现裂纹故障进行研究。根据裂纹位置和断口形貌，确定是由于过大弯曲应力和与平管嘴磨损综合作用下的快速疲劳断裂失效。通过模态分析，发现肘形导管的弯曲模态正好与发动机开车频段重叠，出现了以横向弯曲为主的共振振型，产生了较大弯曲应力，导致管壁磨损，与故障现象吻合。对此提出了3种改进方案：调整浮动卡箍位置、降低初始安装应力以及减小肘形导管长度。经过仿真分析和综合对比，得到了改进方向。基于应变测量方法，对肘形导管进行了机上发动机开车测试，通过试验数据验证了改进方向的可行性与有效性。     

某无人机螺旋桨联接螺栓断裂失效的多学科分析与改进

某型无人机在试飞试验中螺旋桨的4根30Cr Mn Si A联接螺栓发生早期断裂失效故障。综合材料失效分析、表面完整性分析、断裂强度分析、结构动力学分析、载荷-时间历史分析、螺纹联接设计分析和螺纹加工工艺分析的多学科分析方法,确定了造成接螺栓早期断裂失效的多重因素。结果表明,除4号螺栓外,其余3根螺栓均属于疲劳断裂失效。造成疲劳断裂的主要原因如下:该无人机海运中联接螺栓未进行腐蚀防护,导致螺栓遭受了海洋大气环境腐蚀,加上较大的螺栓预紧力,螺纹根部产生了腐蚀剥落和应力腐蚀损伤,大幅降低了螺栓的抗疲劳性能;试飞时发动机工作转速与螺旋桨的1节径3阶模态固有频率吻合,致使螺旋桨产生了共振,从而使联接螺栓遭受了共振疲劳载荷作用。在此基础上提出抗疲劳建议:在储运和使用中对螺栓进行腐蚀防护;避免发动机长时间工作在共振转速附近;应采用滚压加工螺纹以提高螺栓的疲劳强度;调整螺旋桨盘螺栓孔的位置,降低螺栓工作载荷;将螺钉联接设计改为螺栓联接设计,以避免铝合金内螺纹变形;适当减小螺栓预紧扭矩,以降低疲劳载荷的平均应力水平。     

发动机气门断裂分析

广州某气门有限公司生产的发动机气门在正常使用过程中头部与杆部连接过渡处经常发生断裂,气门材料为5Ｃｒ21Ｍｎ9Ｎｉ4Ｎ钢(头部)和4Ｃｒ9Ｓｉ2钢(杆部),我们从金相组织及硬度分布来分析气门断裂原因。　　气门断裂部位为杆部与头部连接的过渡锥面,如图1所示。头部上的断...     

空气起动机保险轴断裂故障分析

确定了起动机保险轴的断裂性质;对保险轴的特性和承载能力进行分析.验证试验表明不平衡量为0.9 g/cm的涡轮转子无法导致保险轴断裂.最终得出保险轴断裂性质属于符合设计意图的正常断裂的结论.     

汽车发动机气门弹断裂分析

对断裂的气门弹簧断口部位进行化学成分,金相组织,硬度,断口扫描检验的结果表明,断裂是由于原材料的冶金缺陷造成弹簧表面局部区域出现疲劳裂纹,最终弹簧早期疲劳断裂。     

加力外圈总管断裂故障分析

针对发动机加力外圈总管在使用过程中出现多起进油弯管四通座附近裂纹和断裂故障，通过对故障件宏观检查、金相分析、断口观察等理化分析，对材料、焊接质量、断裂特征等做出评估，结合加力外圈总管安装结构特点、发动机加力燃烧室工作特性，进行加力外圈总管断裂分析。结果表明:加力外圈总管安装结构刚性过强，交变温度应力是导致加力外圈总管断裂的主要原因；通过降低加力外圈总管最大应力部位的刚性，可使工作中的交变热应力有效降低。     

发动机燃油供油导管断裂失效分析

某型发动机连续发生两起由于与主输油圈连接的U形燃油供油导管在连接处断裂引起的空中漏油故障.对断裂导管的安装位置、结构特点及装配情况进行了检查,对同型发动机进行了开车试验,对导管断口进行了分析.结果表明,两根导管的断裂性质相同,均为起始应力较大的高周疲劳断裂,疲劳裂纹起始于U形导管内侧或外侧的焊缝部位.U形导管装配应力大是导致导管疲劳裂纹早期萌生的主要原因,高压燃油冲击和脉动引起的弯曲应力对裂纹的萌生也有一定的影响,导管焊缝处存在的焊接缺陷对裂纹的萌生具有促进作用.     

某活塞式发动机排气管断裂分析

针对某活塞式发动机排气管断裂现象,从断裂处焊接结构缺陷、焊缝组织缺陷和零件工作环境等方面进行分析.分析认为该排气管结构设计不合理,存在应力集中;恶劣的工作环境导致材料耐腐蚀性能下降,尾气对排气管形成腐蚀.该排气管断裂是焊接后的应力集中和腐蚀共同作用造成的.     

油管断裂失效分析

采用金相分析、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和荧光分析法等检测了油管断口形貌和成分,综合分析讨论了油管断裂的原因.结果表明,失效油管材质符合N80钢的标准化学成分,油管断裂属于疲劳断裂,裂纹源为油管内壁上的点蚀坑.     

发动机引气管开裂分析

发动机地面检查时,发现与发动机连接的引气管一处出现裂缝。利用体视显微镜、扫描电镜等设备,对引气管开裂部位进行宏观检查、断口形貌分析,使用ANSYS分析软件对引气管静力状态及模态进行模拟,分析引气管的工作状态,确定开裂的性质和失效机理。结果表明:引气管工作时,支耳处焊缝位置受到异常外力或因应力集中导致裂纹产生,在振动工况下使得裂纹扩展,最终导致开裂。     

发动机传动轴断裂模式分析

发动机在外场服役过程中传动轴发生断裂故障,其他多台发动机传动轴在检查中也发现了掉齿和裂纹现象。利用宏微观分析手段对传动轴的裂纹及断口进行分析研究,对其断裂模式进行模拟试验和有限元分析。结果表明:传动轴断裂性质为弯-扭复合疲劳,传动轴裂纹呈现螺旋型扩展是由于传动轴载承受正常扭转载荷下叠加了弯曲载荷,此外,弯矩的存在还改变了传动轴花键上的应力分布。     

汽车发动机悬置断裂原因分析

作为汽车发动机舱中的重要零件之一,发动机悬置起着连接发动机与车身、支撑发动机重量和隔离发动机振动的作用。某车型汽车发动机悬置在装配拧紧过程中发生断裂事故。为分析断裂原因,对断裂悬置的外观、机械性能、金相组织、断口形貌和化学成分等进行了检测,并分析了其受力情况。导致悬置断裂失效的原因是:装配拧紧过程中螺栓拧紧顺序异常,导致悬臂与发动机支承面没有完全贴合,使得悬臂受到附加弯矩超过其强度导致断裂。根据铝铸件材料的特点,提出了保证悬臂螺栓的拧紧顺序,避免了因安装面不平行导致悬臂受力异常引发断裂。     

汽车发动机曲轴断裂分析

汽车行驶3万多km后发动机曲轴发生断裂。通过宏微观观察、金相检查、力学性能测试、R尺寸及表面粗糙度测量,对曲轴的断裂性质和原因进行分析。结果显示:曲轴断裂性质为疲劳断裂;曲轴基体组织为珠光体+连续网状铁素体,铁素体呈连续网状沿晶分布,导致材料塑性、冲击韧性和疲劳性能降低,是导致曲轴疲劳断裂的主要原因;此外,R角处表面粗糙度超出技术要求,促进了疲劳裂纹的萌生。     

发动机防喘引接管断裂分析

飞机发动机在空中飞行时发生喘振现象,地面检查发现发动机防喘引接管断裂,该现象发生数次。通过宏微观观察、能谱分析、金相检查及显微硬度检测,对引接管的断裂性质和原因进行分析。结果表明:引接管断裂性质为应力腐蚀开裂,随后在交变应力下发生疲劳扩展,最终导致断裂。综合分析引接管的断裂情况,从引接管材质、应力状态和使用环境等方面寻找原因,并提出相应的改进建议。     

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 材质为42CrMo的钢管在加工过程中发生断裂,为了探索断裂的原因,应用光电直读光谱仪、光学显微镜、扫描电子显微镜对该钢管断裂处进行了化学成分、宏观、微观等分析。研究结果表明：钢管的化学成分符合产品的技术要求,钢管断裂主要是由于钢管枝晶粗大和热处理工艺不当所致。