某型工程机械主泵驱动轴断裂失效研究

某型工程机械主泵驱动轴在疲劳试验过程发生早期断裂,通过断口形貌分析、化学成分分析、硬度测试、金相组织观察和结构应力分析等,明确该驱动轴断裂的原因。结果表明:该驱动轴的失效模式为扭转疲劳失效。驱动轴与联轴器的连接方式不合理,造成装配夹紧位置花键根部应力集中,导致裂纹形核;花键根部表面粗糙,存在加工刀痕及表面喷砂处理造成的表面损伤,为裂纹的形核提供了有利的条件;花键轴硬化层深度浅,且硬度梯度过高,抗变形能力差,有利于裂纹的扩展。     

液压挖掘机支座疲劳失效分析

为查明挖掘机支座断裂失效的原因,首先对支座断口部位及未完全断裂部位进行了宏、微观分析,结果表明支座断面属于多源起动的疲劳失效.化学成分分析表明,材质不符合国标要求.为确定主要裂纹源,分别在断裂面和未完全断裂面附近截取小试样进行熔深分析,结果表明,焊缝根部未完全熔合,裂纹从这里产生并扩展,加之焊缝处存在的多种缺陷加速了裂...     

提高FC1型翻斗车半轴的热处理质量

半轴是FX1型翻斗车传动系统中的重要零件。一般都要进行热处理,而热处理工艺的适当与否,又将直接影响到半轴的热处理质量。我们对翻斗车的半轴进行了使用情况的调查,据1978年以来的不完全统计,半轴已有部分早期损坏,主要是由于热处理工艺不当。在不变尺寸、材料的情况下,改进了热处理工艺,使半轴的抗扭屈服强度得到提高。一、半轴的失效情况及分析半轴的主要失效部位是花键或花键尾根部与杆交界处断裂占90％左右,其它为法兰圆角断裂。而我们对半轴感应加热淬火只是     

行走机械液压传动理论(连载4)

（接第9期）2.1.3 液压元件典型失效机理 液压元件输出参数达到极限状态,出现损伤（失效、故障）的主要形式是疲劳、磨损、老化等。 （1）疲劳 金属在交变应力或应变循环下,逐渐产生带有选择性的累积损伤,经过一段时间,发生带有局部特征的断裂,即为金属疲劳。疲劳断裂过程包括裂纹产生、扩展和最终瞬时断裂三阶段。 材料出现疲劳破坏不一定会立即造成断裂。所以,疲劳研究关心的是裂纹是否会很快扩展和增长以及这些裂纹处于允许极限范围内的期限。     

工程机械销轴断裂失效分析方法的探讨

以推土机销轴断裂失效分析为例,介绍了如何通过观察和分析裂纹的形貌特征去寻找引起材料断裂的裂纹源,判断出裂纹的扩展方向,进而推断出导致断裂的重要原因。     

焊接工字形截面钢支撑低周疲劳性能试验研究

通过21根铰支焊接工字形截面支撑在6倍试件的受拉屈服位移幅值下的对称循环轴向加载试验,研究了具有不同几何特性的该类支撑构件的低周疲劳和耗能性能。研究发现,支撑翼缘直到断裂的疲劳损伤发展过程可分为可见裂纹萌生,穿透裂纹形成和穿透裂纹扩展3个阶段,并根据试验数据提出了估算支撑构件疲劳寿命和循环耗能能力的经验公式。统计分析表明,裂纹萌生疲劳寿命与弹塑性局部屈曲密切相关,当支撑翼缘的宽厚比越小,支撑的长细比越大时,其裂纹萌生疲劳寿命就越长。试验还表明,低周疲劳性能较优的支撑构件亦具有较高的耗能能力。为了防止框架-中心支撑结构中的支撑构件在强震下过早发生断裂破坏,在实际设计中除要限制板件的宽厚比之外,还应适当放宽现行规范对支撑构件长细比的限制。     

管板焊接节点多轴疲劳性能及寿命预测方法

管板焊接节点易处于弯剪扭复杂受力状态，为研究其疲劳失效受多轴疲劳机理，开展了以管轴力控制的Q235B管板焊接节点多轴疲劳试验，考虑轴向与切向应力分量相位差、切向与轴向应力幅值比和加载波形等多轴加载路径因素的影响，获得焊接节点多轴循环受力响应、疲劳裂纹宏观形貌及多轴疲劳性能。研究发现：疲劳加载过程中节点经历稳定循环、刚度退化及断裂失效等三个阶段，对于存在非比例强化的节点在稳定加载时会出现循环软化现象；在刚度退化阶段，轴向刚度与扭转刚度不同步退化；反映非比例强化效应的路径因子越大，疲劳断面的粗糙程度越高；多轴比例加载路径下的节点疲劳寿命大于非比例加载路径下的；非比例加载路径中，圆形加载路径下的节点疲劳寿命最小。采用现有的临界面模型和考虑应变加权的临界面模型计算了管板焊接节点多轴疲劳寿命并进行对比。结果显示，考虑应变加权的临界面模型疲劳寿命预测精度最高，在1.5倍、2倍和2.5倍误差带内预测数据占总数据的比例分别为64.3%、88.1%和100%。     

汽轮机高压主汽门螺栓断裂失效分析

采用宏观检验、紧固工艺分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验和断口分析等对达拉特发电厂2号机组高压主汽门断裂螺栓进行了失效分析,结果表明:螺栓硬度偏低,断口附近金相组织存在偏析且有混晶现象,断口边缘有蠕变空洞及裂纹,断裂从螺栓根部向另一侧扩展,无明显塑性变形属于蠕变脆性断裂.     

基于扩展有限元的组合梁推出试验精细化分析

大量工程实践表明,组合梁的破坏主要源于抗剪栓钉的疲劳破坏。在疲劳荷载下,承受拉压循环应力的栓钉裂纹萌生、扩展至最终断裂,使钢梁与混凝土的组合作用失效,所以研究栓钉中裂纹萌生及扩展规律对实际工程具有重大意义。扩展有限元(eXtended Finite Element Method,XFEM)是近年来发展起来的一种求解涉及移动非连续问题的有效方法。基于ABAQUS平台利用此方法建立了组合梁推出试验的模型,进行了静力承载力以及疲劳寿命分析,模拟了栓钉中裂纹从萌生到断裂失效的过程,并根据计算结果拟合推出了试验中栓钉的应力幅-寿命曲线,与试验结果及相关规范进行了对比。结论表明扩展有限元的方法具有较强的裂纹模拟能力,计算方便,结果精确,可推广应用于此类断裂问题。     

延性金属在应力三轴空间的裂纹形成准则

结合经典力学和断裂力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,通过对延性金属刻痕杆刻痕根部断裂应力场分析,推导了延性金属在应力三轴空间的微观裂纹形成准则。根据铝合金和结构钢开孔板断裂试验的数值模拟结果,验证了该准则的普适性和精度。     

格构式桅杆顺风向风振疲劳可靠性分析

本文首先研究了桅杆风振疲劳分析的风荷载、风振响应和疲劳损伤计算 ,并根据风洞试验结果得到了带宽修正系数 ,采用等效窄带法计算桅杆的疲劳寿命。通过引入三个对数正态分布随机变量来考虑桅杆疲劳分析过程中的不确定性 ,用Wirsching模型计算了一个格构式桅杆的疲劳可靠性 ,算例表明用可靠度指标对应桅杆疲劳寿命的表达形式更有参考意义     

铁路桥梁设计中的疲劳可靠性理论

本文主要介绍了铁路钢桥疲劳可靠性的研究成果,其中包括疲劳荷载及标准荷载效应比频谱的制定,疲劳抗力的研究,疲劳验算方法及表达式,现有桥梁疲劳可靠度评估和新建桥梁目标可靠度的建议。采用新理论进行疲劳检算,不仅可以估计结构完成预定功能的概念,而且能平衡结构中每个构造细节的功能要求水平,对结构的安全与经济都有十分重要的意义。     

Fatigue tests on steel-concrete-steel sandwich components and beams

In Bi-Steel steel-concrete-steel sandwich members, the friction welded bar-plate connections are subject to plate tension, bar tension and bar shear with associated bar bending. The relative magnitude of these force components depends on the beam geometry and the type of loading. The force components interact, so component fatigue tests were performed under single and combined loads, each with a sufficient number of stress ranges to enable stress vs. fatigue life (S/N) curves and equations to be defined. Fatigue tests were also conducted on eighteen beams, and the experimental fatigue lives are compared with the values estimated by means of a proposed interaction equation based on the experimental S/N equations derived from the component tests.     

浅析锈蚀混凝土梁的刚度与疲劳损伤

基于线性累积疲劳损伤理论及作者一些相关试验数据,建立了锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳累积损伤度修正公式,为锈蚀钢筋混凝土结构的进一步研究提供依据。     

PY160型平地机半轴疲劳试验

本文对ＰＹ １６０型平地机半轴进行了室内模拟疲劳试验研究,包括八级作业载荷谱的确定、加载载荷谱的折算、疲劳试验和结果分析,为半轴的设计、工艺和使用提供了可靠的依据。对国内开展工程机械零部件的疲劳试验研究进行了探讨。     

A Bayesian analysis of fatigue data

The aim of the present paper is to bring arguments in favour of Bayesian inference in the context of fatigue testing. In fact, life tests play a central role in the design of mechanical systems, as their structural reliability depends in part on the fatigue strength of material, which need to be determined by experiments. The classical statistical analysis, however, can lead to results of limited practical usefulness when the number of specimens on test is small. Instead, despite the little attention paid to it in this context, Bayes approach can potentially give more accurate estimates by combining test data with technological knowledge available from theoretical studies and/or previous experimental results, thus contributing to save time and money. Hence, for the case of steel alloys, a discussion about the usually available technological knowledge is presented and methods to properly formalize it in the form of prior credibility density functions are proposed. Further, the performances of the proposed Bayesian procedures are analysed on the basis of simulation studies, showing that they can largely outperform the conventional ones at the expense of a moderate increase of the computational effort.     

基于连续介质法研究焊接钢节点疲劳裂纹的产生和发展

采用基于连续介质的离散裂纹增长方法对焊接钢节点进行疲劳寿命分析。该方法将材料硬度和粒度的统计信息应用于累积损伤模型。通过疲劳强度试验验证了该方法的准确性,采用该方法预测的裂纹增长速率和疲劳寿命与试验结果一致。     

桅杆结构风振疲劳及可靠性分析

运用Monte Carlo方法对桅杆结构的非线性风振响应进行了计算。应用雨流法统计了纤绳节点板焊缝在服役期间内的应力幅及对应的循环次数。基于Miner线性累积损伤准则,计算得到了结构的疲劳寿命。以桅杆结构纤绳节点板焊缝的极限疲劳循环次数作为随机变量,利用可靠度理论分析了焊缝在不同服役期的疲劳可靠度。     

电能回馈式传动系疲劳寿命试验台的研制

为解决现有传动系疲劳寿命试验台能耗大的问题,研制开发了一种以直流测功电机为加载器、数字直流可逆调速器为控制器,将直流测功电机产生的电能回馈到电网的传动系疲劳寿命试验台。该装置的电能回馈率达76%左右,节能效果显著。     

桅杆结构纤绳与杆身连接拉耳风致疲劳寿命预测

本文介绍了疲劳断裂力学中的Forman公式及相关控制因素。以一工程实例 ,建立桅杆的空间动力分析模型 ,进行有限元非线性时程动力分析 ,运用Forman公式对桅杆结构纤绳与杆身连接拉耳在随机风荷载作用下的疲劳寿命进行了预测