柴油机曲轴断裂分析

某6缸发动机曲轴在运行20000km后,从第七主轴颈与第六连杆颈之间的截面处断裂.对断裂曲轴进行了断口观察、化学成分分析、金相组织和力学性能检验.结果表明,曲轴属弯曲疲劳断裂,疲劳裂纹的主源位于第七主轴颈圆角过渡处.通过对相关件作进一步的调查分析,找出了曲轴断裂失效的原因,并提出了改进措施,取得了效果.     

QT700-2球墨铸铁发动机曲轴失效分析

目的某厂生产的QT700-2球墨铸铁曲轴在路试过程中出现断裂,需寻找失效原因并提出解决措施。方法通过应用金相组织分析、化学成分分析、表面残余应力测试和力学性能测试等方法,对该曲轴的失效原因进行了分析。结果测试后分析结果表明,曲轴是在较大扭转循环载荷下,在第四连杆颈滚压圆角边缘多点萌生裂纹而导致疲劳断裂是其失效的主要原因。结论建议改进热处理工艺,保证组织的均匀性;改进加工工艺,减少应力集中;并强化表面残余应力以提高曲轴的疲劳寿命。     

空压机曲轴断裂失效分析

某空压机曲轴在运行约5 000h后发生断裂失效,通过宏观检验、断口分析、金相检验以及硬度测试等方法,对空压机曲轴断裂原因进行了分析。结果表明:由于曲轴中存在严重的疏松缺陷,在运行过程中于曲轴轴颈和轴拐R过渡表面疏松处萌生裂纹,在交变应力作用下,裂纹以疲劳方式扩展直至曲轴断裂失效。     

汽车发动机曲轴疲劳性能分析研究

目的汽车发动机曲轴在疲劳实验的过程中,经常会出现非正常疲劳裂纹,裂纹从轴颈末端的油孔槽开始起源,造成曲轴轴颈的扭转强度达不到要求。有必要对汽车发动机曲轴的疲劳性能进行研究。方法通过疲劳、拉伸、金相实验以及疲劳断口SEM手段,对曲轴疲劳试样进行了分析。结果汽车曲轴疲劳实验在循环基数为1×107次下,弯矩的疲劳极限为607.5 Nm;曲轴轴颈的中部所受到的疲劳极限压力为96.7 MPa;该40Cr曲轴断口为典型的韧窝和台阶混合断裂。结论曲轴的钻油孔在轴颈内壁造成的应力集中,比较容易产生缺陷;曲轴轴颈在交变应力的作用下,很容易产生疲劳裂纹并扩展,导致曲轴的早期断裂。     

感应淬火对曲轴扭转疲劳性能的影响

目的研究感应淬火对曲轴扭转疲劳性能的影响,为曲轴的设计和制造工艺调整提供技术参考。方法开展淬火曲轴和未淬火曲轴的扭转疲劳强度试验,利用升降法得到疲劳试验结果,从试验数据和微观组织等方面开展分析和讨论。结果未经过淬火的曲轴在99.9%存活率下的扭转疲劳极限为967.6N·m,经过感应淬火的曲轴在99.9%存活率下的扭转疲劳极限为1361.2N·m。感应淬火后曲轴的表面形成深度约3.5 mm的淬火层,平均硬度为HV0.5600,金相组织为细针状马氏体。曲轴的失效情况均为连杆颈油孔处开裂。结论 38MnVS6非调质钢曲轴在感应淬火后的扭转疲劳极限提升了约41%,曲轴油孔内壁的加工缺陷是形成裂纹源的主要原因,对曲轴淬火层区域的油孔内壁进行一定的表面处理,可进一步提高曲轴的扭转疲劳强度。     

汽车发动机曲轴弯曲疲劳试验方法研究

目的研究两种常用的疲劳试验加载原理对疲劳试验结果的影响,为曲轴选材、设计和制造的各阶段开展弯曲疲劳试验提供技术支持。方法在两种加载方式下采用同批次曲轴进行弯曲疲劳试验,利用成组法得到疲劳试验结果,针对试验加载原理和试验数据开展分析和讨论。结果电液伺服加载方法的试验精度更准确,而电磁谐振加载方法可以大幅度缩短试验周期。电液伺服加载和电磁谐振加载试验的疲劳极限分别为1140.4 N·m和1189.4 N·m。两种加载方法下,曲轴的失效情况均为连杆颈辊压槽处断裂。结论两种加载方法对曲轴弯矩的加载效果相同,试验结果的相对误差为4.3%。在曲轴的仲裁试验中或有争议的情况下使用,推荐使用电液伺服加载方法。在使用电磁谐振加载方法时须严格控制标定误差。曲轴连杆颈辊压槽是曲轴的薄弱环节,应严格控制辊压槽的机加工质量。     

某空压机曲轴断裂失效分析

某空压机曲轴在车辆行驶过程中于轴颈圆角处发生断裂。通过宏观分析、扫描电镜分析、金相分析、圆角表面粗糙度测试以及硬度测试等方法对空压机曲轴的断裂原因进行了分析。结果表明:曲轴断裂为低应力下的高周疲劳断裂;裂纹起源于轴颈与轴肩圆角过渡处的加工刀痕,经疲劳扩展后发生断裂;曲轴断裂的根本原因是圆角处加工刀痕粗大,表面粗糙度不满足加工标准要求,应力集中严重,以及曲轴基体硬度偏低。最后针对曲轴断裂失效原因,提出了相应的改进建议。     

汽车曲轴断裂原因

某汽车曲轴在进行耐久测试时发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析和金相检验等方法，对该曲轴的断裂原因进行了研究。结果表明：该曲轴的断裂性质为疲劳断裂，裂纹起源于过渡R处的表面，R处尺寸偏小以及车刀加工纹路较深，增大了R处的应力集中，在运行时，R处萌生裂纹，在交变载荷的作用下，裂纹发生疲劳扩展，最终导致曲轴断裂。     

汽车发动机曲轴断裂失效分析

某厂生产的发动机曲轴在用户使用过程中,3个月内共发生了4起曲轴断裂失效事故,采用化学成分分析、金相检验、硬度测试以及断口的宏、微观形貌分析等方法对断裂曲轴进行了分析。结果表明：曲轴断裂为高周低应力弯曲疲劳断裂,导致其断裂的主要原因是在曲轴第一曲拐过渡圆角R附近的曲柄表面聚集分布着机加工刀痕,形成了应力集中;在用户行驶过程中因车况、路面等复杂因素形成的过载或冲击载荷等作用下,在第一曲拐轴颈尺附近曲柄表面应力集中的机加工刀痕处萌生疲劳裂纹,并逐步扩展直至断裂失效。     

两种分布函数在曲轴扭转疲劳寿命分析中的应用

分别利用对数正态分布函数和威布尔分布函数进行曲轴扭转疲劳寿命分析,利用这两种数学统计模型获得某曲轴在不同扭矩载荷和不同存活率下的疲劳寿命估计值,通过研究和分析两种数学统计模型处理同一组数据获得的疲劳寿命估计值之间的差异,获得了两种数学统计模型各自的最佳应用范围。结果表明:该研究可为后续曲轴扭转疲劳寿命分析中合理选择数据处理的数学统计模型提供参考,从而得到可靠性更高的分析结果。     

曲柄销轴断裂分析

对曲柄销轴在采油设备上的安装配合情况进行了调查，在此基础上，分析了销轴在采油设备工作时的受力情况，并通过化学分析、金相检验和扫描电镜等方法对销轴断裂失效进行了分析。结果表明，该销轴在交变偏斜拉应力的作用下，在销轴的应力集中处——退刀槽根部产生疲劳裂纹，最终导致疲劳断裂。另外钢材质量欠佳、组织不良也促进了断裂过程的进行。     

进料泵传动轴断裂分析

采用显微组织分析、扫描电镜分析和拉伸试验等方法对进料泵传动轴的断裂进行了失效分析。结果表明,泵轴断裂属疲劳失效,轴中段键槽处在制造过程中存在淬火裂纹是导致疲劳断裂的主要原因。     

HXD1机车牵引电机转轴组件断裂失效分析

HXD1型电力机车的牵引电机转轴和小齿轮轴采用圆锥过盈配合传动结构(下称转轴组件),使用中该组件出现了早期断裂失效.本文通过理化检测、断口和配合面宏/微观形貌观察等失效分析技术对失效组件进行了分析.结果表明,材料成分、组织和显微硬度正常,小齿轮轴和电机转轴的失效形式分别为高周疲劳断裂和微动疲劳断裂.造成组件失效的原因和过程是,小齿轮轴近齿端油槽-油孔交界线处有较大的结构应力集中,油槽底部周向加工刀痕造成附加应力集中,在应力集中和旋转弯曲疲劳载荷作用下油孔边两个应力集中点萌生了疲劳裂纹并扩展;随小齿轮轴裂纹的不断扩展转轴组件结构刚度减小,继而诱发了与小齿轮轴匹配的电机轴配合面的微动疲劳,电机轴疲劳裂纹萌生于微动区的边缘处;电机转轴先于小齿轮轴完全断裂.基于本文的分析结果提出了提高组件抗疲劳断裂的技术措施.     

沙滩车倒车档轴断裂分析

采用化学分析、断口形貌分析和金相组织检验等方法,对沙滩车断裂的倒车档轴进行了分析。结果表明,倒车档轴断裂属多源旋转弯曲疲劳断裂,裂源处机加工精度不高,造成应力集中,是发生断裂的原因之一;而该倒车档轴由于渗碳淬火层深度不够,心部铁素体较多,导致其抗疲劳能力下降,因此热处理工艺不当也是发生断裂的另一重要原因。     

发动机启动发电机弹性轴断裂分析

通过硬度检验、断口分析和金相检验等方法,确认断裂的发动机启动发电机弹性轴为扭转疲劳断裂失效,弹性轴锥体和衬套间配合松动导致的反复冲击是其断裂失效的关键因素,键槽设计的深度较大和加工质量粗糙进一步增大了转角处的应力水平,促进了裂纹萌生。     

Stress and failure analysis of the crankshaft of diesel engine

In this work the failure analysis of the crankshaft of diesel engine was performed. Visual examination of the crankshaft fracture showed that beach marks, typical for fatigue failure were observed. Additional observations of the crack initiation zone indicated that crack origin was not covered by material defects or corrosion products. Performed hardness test of the fractured crank pin showed that large HRC values were observed in central part of the pin only. On the corner of cylindrical pin surface where the crack origin was located the hardness of material was much smaller. In order to explain the reason of premature crankshaft damage, the finite element method was utilized. The results of nonlinear static analysis showed that during work of the engine with maximum power the high stress area was located in crack initiation zone. Based on results of performed investigations it was concluded that the main reason of premature fatigue failure was high-cycle fatigue of the material in external zone of the crank pin where the small structural radius was designed. In final part of the work the recommendations for increase of the fatigue life of analyzed crankshaft were formulated.     

发电机大轴断裂分析

通过对断裂大轴的外观,金相组织,化学成分,力学性能及断口形貌等综合分析,认为大轴断裂的外因是轴端键槽结构设计不合理造成应力集中,形成裂纹源,内因是材料的非金属元素硫含量偏高以及切向冲击功值偏低所致。     

压力机偏心齿轮主轴断裂分析

采用扫描电镜及光学显微镜对压力机偏心齿轮主轴断口进行了系统的分析。确定了主轴断裂属于疲劳断裂,并具有低周疲劳断裂的特征。找出了齿轮主轴断裂的主要原因－主轴油孔处的奕力集中以及超负荷运行造成轴的工作应力过大引起断裂。     

大型超静定回转窑支承系统疲劳强度与轴线偏差关系研究

回转窑运行中由于轴线偏移,支承载荷分配严重不均,托轮轴疲劳断裂现象频繁。本文通过对回转窑托轮轴进行力学分析,导出托轮轴危险截面等效应力幅的计算方法;结合现场实例分析表明,托轮轴疲劳强度主要受对应载荷的影响,等效应力幅与所受载荷成良好的线性关系;从而根据支承系统载荷分配与运行轴线偏差的关系,得到支承系统疲劳强度与轴线偏差的线性关系式,对关系式进一步分析,得出一些有益的结论。     

EFFECT OF TEMPERATURE ON THE FATIGUE-CRACK PROPAGATION BEHAVIOUR OF INCONEL X-750

Abstract— Linear-elastic fracture mechanics techniques were used to characterize the effect of temperature on the fatigue-crack propagation behaviour of precipitation heat-treated. Inconel X-750 in an air environment over the temperature range 24 to 649°C. In general, crack growth rates were found to increase with increasing temperature, particularly at the highest test temperature (649°C). The effect of stress ratio on the fatigue-crack growth behaviour of Inconel X-750 was examined at 538°C, and results indicated that the elevated temperature fatigue response of this nickel-base superalloy was relatively insensitive to stress ratio level at the growth rate levels studied. Metallographic and electron fractographic examination of Inconel X-750 fatigue fracture surfaces revealed operative crack growth mechanisms to be a function of temperature and prevailing stress intensity factor. Under room temperature and intermediate temperature conditions (up to 538°C), all fatigue fracture surfaces exhibited a faceted crystallographic morphology at low crack growth rates followed by striations in the higher growth rate regime. At the highest test temperature (649°C), the fatigue crack was found to propagate by an intergranular mechanism.