摆振限动块安装螺栓断裂原因分析

针对直升机摆振限动块安装螺栓在服役过程中发生断裂的现象,主要从工艺角度分析了螺栓断裂的原因。通过断口宏微观观察、化学成分分析及硬度测试,核查了断裂螺栓的热处理工艺参数。在此基础上,利用螺栓拧紧力矩、拉伸和冲击韧性试验验证螺栓失效原因。结果表明,螺栓断裂是由于热处理工艺不当,导致其具有回火脆性。针对该螺栓断裂问题,通过降低回火温度来改善其回火脆性,从而降低飞行过程中摆振限动块受到桨叶对螺栓的冲击力导致的断裂风险,保障直升机的安全运营。     

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。     

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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。     

六角头螺栓断裂原因分析

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。     

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。     

杆端关节轴承失效分析

针对直升机杆端关节轴承杆端体多次出现断裂故障进行失效分析,通过断口宏微观观察、材质检测、能谱分析、裂纹源周围特征观察以及疲劳试验件断口分析等,结合对未装机国产件和进口件杆端体内壁加工表面观察对比,分析出故障件的断裂性质为疲劳断裂,断裂起源于杆端体内壁与轴承外圈的微动磨损处,故障件发生微动磨损的原因与杆端内壁表面加工方式不合理有关。为深入查找原因,对改进工艺后的同一型号国产件通过不同装配方式进行疲劳试验性能分析和疲劳断裂件失效分析,得出采用温差装配改进后的轴承可最大程度的降低发生疲劳断裂的风险。     

发动机螺栓断裂失效原因及机理研究

故障发动机被拆解后发现固定连杆轴瓦的螺栓发生了断裂,通过对断裂失效螺栓件进行宏观观察、化学成分分析、金相组织分析、力学性能测试及SEM断口形貌观察,确定了螺栓断裂的原因。结果表明,连杆螺栓断裂失效的主要原因是调质处理过程中回火不完全,组织中存在淬火马氏体,以及螺栓在滚丝过程中存在微裂纹缺陷,引起低周疲劳断裂。     

45钢螺栓断裂失效分析

对45钢连接螺栓断裂件的显微组织、断口形貌、硬度和抗拉强度进行了观察分析和测试.结果表明,螺栓头部圆周外缘部分组织为正常回火索氏体,但其心部和螺杆部分出现非正常的网状铁素体和珠光体组织,降低了零件的硬度和强韧性,是导致螺栓断裂的主要原因.另外,螺栓加工头部支承面到螺杆颈部的肩胛根部没有过渡圆弧,也是螺栓断裂失效的一个原因.     

30Ni4CrMoA钢发动机螺栓断裂原因分析

采用光学显微镜及扫描电子显微镜结合常规试验方法对使用了近200h后断裂的发动机用30Ni4CrMoA螺栓进行了断口形貌、组织、硬度、化学成分等综合分析,确定了螺栓断裂的性质为单向弯曲疲劳断裂,螺栓自身垂直度不好或装配不当,局部应力超过了其疲劳极限,导致其提前断裂.     

燃气机涡轮连接螺栓断裂原因分析

某燃气轮机涡轮系统用连接螺栓,试车分解检查时发现多件断裂。采用断口宏微观观察,金相组织分析,能谱分析,故障模拟验证试验等方法,对螺栓的断裂原因进行了综合分析。结果表明:失效螺栓属于沿晶脆性断裂;螺栓装配过程中使用的高温丝扣脂中的低熔点元素Pb,在一定的拉应力、温度作用下,引起晶界腐蚀损伤是导致螺栓断裂的主要原因。该研究结果对此类螺栓的使用和故障预防可提供借鉴。     

电力机车连接螺栓断裂分析

采用宏观观察、金相检验、成分分析、力学性能检测及断口分析对断裂的连接螺栓进行分析。结果表明:螺栓呈现脆性断裂特征,裂纹源位于螺杆与六角头过渡处,源区微观特征为沿晶+准解理,晶面上存在孔洞及撕裂棱,具有氢脆断裂的特征,并且在螺杆与六角头过渡处存在过度腐蚀的特征;螺栓断裂的主要原因为酸洗过度导致过多的H渗入基体内,在扭转应力和拉伸应力共同作用下,发生氢致延迟断裂。     

TC4钛合金耳片断裂原因分析

分析了由TC4钛合金材料制造的飞机减速板接头耳片在使用中发生断裂的故障。作动筒通过螺杆与该减速板接头耳片相连接并驱动减速板工作。通过对断裂件进行外观检查,断口宏、微观观察、能谱分析,金相组织检验等手段,确定了减速板接头耳片的断裂性质及失效原因。结果表明:该减速板接头耳片的断裂性质为疲劳断裂,其断裂源是由耳片内孔与连接螺杆之间接触所产生的微动磨损引发的;产生微动磨损的原因是由于耳片与连接作动筒的螺杆之间配合间隙不当和润滑不良所致。     

发动机缸盖螺栓疲劳断裂失效分析

通过断口(宏观)形貌分析、微观组织分析、化学成分检测以及硬度测试等手段对SCM435钢发动机缸盖螺栓的疲劳断裂进行失效分析。结果表明,失效SCM435钢缸盖螺栓的化学成分和显微组织合格,硬度符合技术要求。失效样件1的断裂原因为表面脱碳引起的脆性断裂,螺栓断裂部位的表面脱碳层宽为120μm;失效样件2主要是非金属夹杂物所引起的疲劳断裂,近球状的CaS-CaO-Al₂O₃-MgO复合型冶金夹杂物造成了沿晶裂纹。对材料的塑韧性、表面脱碳及非金属夹杂物等指标,提出了改善建议。     

内燃机车运行中机损事故分析

利用光学显微镜、扫描电镜及宏观分析方法对内燃机车破断的部件进行分析,测定了一些部件的力学性能,结合柴油机的工作原理对机损事故进行分析。结果表明,机损事故发生的主要原因是连接活塞钢顶与铝活塞裙的下穿螺栓在服役期间发生蠕变与疲劳断裂,造成活塞运动不正常使连杆螺栓疲劳破坏。     

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。     

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。     

兆瓦级风电轮毂球铁高周疲劳寿命研究

为了获得MW级风机轮毂QT350-22LT的高周疲劳寿命.通过拉-拉高周疲劳试验获得其疲劳极限,并通过数值模拟的方法确定QT350-22LT是否能够作为轮毂材料.疲劳试验在PW3-10程序控制高频万能疲劳试验机进行,采用实际生产的附铸试块进行拉-拉高周疲劳试验.试验结果表明:获得的兆瓦级风电轮毂QT350-22LT的疲劳极限值为250MPa,根据数据绘制的S-N曲线的拐点在290MPa;疲劳源的位置不同,所产生的瞬断区断口形貌也有所差别.对轮毂本身所能承受的最大应力进行有限元分析,得到最大应力为156MPa.应力集中部位的值没有超过材料的疲劳极限,这证明球铁QT350-22LT能够满足风机轮毂设计的应力要求.     

连杆螺栓断裂失效分析

发动机连杆螺栓发生断裂失效,通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、螺纹尺寸测量和化学成分分析,对连杆螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓的断裂性质为疲劳断裂;螺栓的金相组织及化学成分未见异常,硬度及拉伸性能符合要求,螺纹尺寸不符合标准要求。综合分析认为：螺栓发生松动是螺栓断裂的根本原因;螺栓松动与装配时预紧力过小和螺纹直径偏小有关。针对断裂原因,提出了预防措施。