弹簧钢60Si2Mn疲劳试验断裂分析

对60Si2Mn弹簧钢进行了疲劳寿命试验.试验结果表明,疲劳寿命较低,未达到标准要求(不低于20万次).采用化学成分检测、断口扫描观察、能谱分析和金相检验等方法,对疲劳试验中断裂弹簧进行了分析、检测.分析结果表明,钢丝表面微裂纹是导致弹簧疲劳断裂的直接原因,该裂纹是由于母材表面存在轧制缺陷,经过拉拔表面产生硬化组织,由...     

汽车弹簧断裂分析

汽车用弹簧(后簧)在试验过程中发生断裂。对断裂弹簧进行外观检查、金相组织和显微硬度检测,对弹簧断口进行宏微观检查、能谱分析,综合分析弹簧的断裂性质和原因。结果表明,弹簧的断裂性质为疲劳断裂。断裂过程及原因为:弹簧喷丸之前,由于磁粉探伤机故障产生电火花放电,引起弹簧局部接触高温而在表面形成一个烧伤区;该烧伤区破坏了弹簧的表面完整性,导致弹簧疲劳寿命大幅度降低,在试验载荷作用下,从烧伤区萌生疲劳裂纹并发生断裂。改进措施为加强关键设备、工艺的监控,以避免弹簧生产过程中受到异常损伤。     

汽车发动机气门弹簧断裂原因分析

汽车发动机气门弹簧发生断裂。通过对气门弹簧进行宏观检查、硬度检测、金相组织检测、化学成分检测、断口分析、能谱分析,以查找、确定发动机气门弹簧疲劳断裂性质及产生原因。结果表明:气门弹簧断裂性质为疲劳断裂,导致弹簧发生疲劳断裂的直接原因是表面麻坑缺陷,表面麻坑在原材料钢丝状态时已经存在。通过在卷簧机器前增加自动识别钢丝表面缺陷装置、增加检测频次等一系列的改进措施,该问题得到预防。     

疲劳载荷下P／M Rene95合金中夹杂物的微观行为研究

采用人工植入Al2O3夹杂的试样，通过SEM下的原位试验，动态跟踪及分析了拉－拉疲劳载荷下P／M Rene95合金中表面或近表面夹杂物的微观行为。结果表明：在所研究的夹杂物的尺度范围内，载荷波形对夹杂物的微观力学行为有很大影响。在三角波加载条件下，虽然夹杂物／基体界面更易萌生裂纹，但表面或近表面夹杂物对试样的断裂影响较小；在正弦波载荷条件下，疲劳裂纹的萌生、扩展及试样的断裂均与表面或近表面夹杂物的基本特性有关。而且，降低正弦波加载时的应力幅值可大大提高夹杂物／基体界面疲劳裂纹的萌生寿命。     

钎头套筒疲劳断裂失效分析

 运用金相、SEM观察等试验手段,从断口形貌、夹杂物、显微组织和硬度方面对两个45CrNiMoV钢钎头套筒断裂原因进行了对比分析。结果表明：疲劳源区平整光滑,主要是拉压应力起主导作用,疲劳扩展断裂面是约呈45°方向的斜面,剪切应力在起主导作用,最终由于材料承载面积减小,材料瞬时断裂。钎头断裂源位于套筒最薄处。疲劳裂纹扩展阶段占总的疲劳寿命期的比例较小,提高疲劳裂纹扩展的门槛值,减少疲劳源的产生才能使钎头获得高疲劳寿命。     

铁路货车减振弹簧断裂分析

对断裂的货车减振弹簧断口部位进行化学成分、金相组织、硬度、断口扫描能谱检测的结果表明,断裂是由于热加工不当造成弹簧表面创伤及局部过热并产生断网状铁素体而使弹簧局部区域出现疲劳裂纹,最终导致弹簧早期疲劳断裂.     

夹杂物对FGH96合金低周疲劳寿命的影响及寿命预测

本文通过人工植入Al2O3 和SiO2夹杂物的方法,制备含不同尺寸夹杂物的FGH96合金低周疲劳试样,在650℃下进行不同应变幅的低周疲劳试验,对试样断口进行观察、统计分析,定量分析了夹杂物的尺寸、位置、种类和外加载荷应变幅对低周疲劳寿命的影响,建立了夹杂物特性与低周疲劳寿命的关系。结果表明,应变幅为0.8%,疲劳源区以内部夹杂物为主;当应变幅为0.9%时,疲劳源区为表面夹杂物和不含夹杂物的试样表面的占比增大;当应变幅为1.0%和1.2%时,疲劳源区全部为不含夹杂物试样表面;随应变幅自0.8%增至1.2%,源区位置逐渐由内部夹杂物向表面夹杂物、不含夹杂物的试样表面转移。在应变幅为0.8%时,建立了内部和表面夹杂物面积与低周疲劳寿命的定量关系式,研究了夹杂物种类对低周疲劳寿命的影响,在一定夹杂物尺寸范围内,SiO2夹杂物比Al2O3夹杂物对低周疲劳寿命危害更大,其原因在于SiO2夹杂物周围由于γ’相贫化区的存在而产生的粗大晶粒降低了合金的低周疲劳寿命,同时,研究了夹杂物距试样表面距离与低周疲劳寿命的关系。     

油缸用碟簧断裂分析

50CrVA钢制油缸用碟形弹簧在服役的早期发生断裂。采用直读光谱仪、洛氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜等对该碟形弹簧的化学成分、硬度、非金属夹杂物、表面脱碳层、显微组织和断口形貌进行了分析。结果表明,50CrVA钢碟簧断裂是疲劳断裂,裂纹源由支撑面的加工硬化表层与次表层中的夹杂物共同作用所形成。提高碟簧使用寿命的措施是改善原材料的纯净度和提高表面加工质量。     

进气门外弹簧断裂原因分析

本文对某活塞发动机承受压缩交变载荷的进气门外弹簧断裂的性质及原因进行了综合分析。通过对弹簧进行断口分析、痕迹分析、金相分析、受力分析以及模拟试验等,确认了该弹簧的失效性质为起源于弹簧外表面的早期疲劳断裂。造成该弹簧早期疲劳断裂的原因为：弹簧在镀镉前电解工序过程中,弹簧外表面与阴极板电极接触放电造成电接触损伤,在弹簧表面形成了电接触损伤凹坑,导致弹簧的疲劳寿命大幅度降低,在工作载荷作用下,从电接触损伤凹坑位置萌生疲劳裂纹并发生早期疲劳断裂。     

液压弹簧操动机构碟形弹簧断裂原因分析

操动机构产品碟形弹簧在使用过程中发生早期疲劳断裂,通过宏观检验、化学分析、金相检验、扫描电镜与能谱分析等方法对碟形弹簧断裂的原因进行了分析。结果表明:在碟形弹簧凹面内环面和端面交界处存在较集中的疏松孔隙,且有的贯通至表面而形成预裂纹,其在最大交变切应力作用下造成应力集中,预裂纹优先发展成疲劳裂纹源并扩展导致碟形弹簧断裂。碟形弹簧表面存在的折迭、微裂纹和疤痕等缺陷也是极大的安全隐患。     

结构钢残余应力的电磁法测量优化研究

采用万能试验机、金相显微镜、X射线衍射仪及电磁应力仪，研究了电磁法测残余应力灵敏系数与层深之间的关系， 对相应工件不同层深残余应力进行测量，并提出了使用线性拟合法取得更合适的灵敏系数，最后使用X射线衍射法进行了验证。结果表明：灵敏系数随着层深增加，先增大后减小；工件近表层残余应力分布与深层有着显著区别，在0.6 mm以上更深层处的残余应力差异较小；使用线性拟合法取得的灵敏系数更加契合实际灵敏系数，能一定程度上减小电磁法测量误差。     

Drilling delamination and thermal damage of carbon nanotube/carbon fiber reinforced epoxy composites processed by microwave curing

The drilling-induced delamination and thermal damage of carbon fiber reinforced epoxy composite materials are serious problems especially for high value components of the aviation industry. To suppress the delamination and drilling ablation, an innovative approach was employed in this study. The multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) were introduced to the matrix resin to improve the interlaminar strength and thermal conductivity. The as-prepared composite was processed by microwave curing to enhance the interface strength between carbon fiber and the carbon nanotubes modified matrix. During the drilling processes, optical fiber Bragg grating sensors were utilized to precisely measure the drilling temperature. Experimental results indicated that the interlaminar fracture toughness was increased by more than 66% compared to that of the traditional thermal cured samples without MWCNTs. And the delamination factor was decreased by 16% according to the computerized tomography scanning results. The maximum drilling temperature of the MWCNTs reinforced composite was below the glass transition temperature of the matrix resin and declined by 23 °C compared to traditional composites. With this novel method of carbon nanotube modification and microwave curing, we provide the capability of reducing the drilling delamination and thermal damage of carbon fiber composites simultaneously, and explored the possibility of manufacturing and machining integration.     

Carbon nanotube/epoxy resin composite: Correlation between state of nanotube dispersion and Zener tunneling parameters

Carbon nanotube/epoxy resin composites with different levels of nanotube dispersion in the polymer matrix were prepared. The effects of nanotube dispersion on tunneling conductive behavior of such composites were investigated. The composites with homogeneous nanotube dispersion were found to exhibit larger static electrical conductivity and smaller percolation threshold than those with poorer nanotube dispersion. In addition, uniformly dispersed nanotubes induced strong Zener effect under the application of an electric field. The static conductivity and Zener tunneling parameters were shown to be good indicators for the state of nanotube dispersion.     

Processing and characterization of carbon nanotube mat/epoxy composites

A carbon nanotube mat (CNT mat) with long (∼1 mm) multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) was used to process MWCNT/epoxy composites at high concentrations (4.4 and 10.0 wt.%) of MWCNTs by a simple method without the use of a solvent. The CNT mat circumvents several cumbersome processing steps, including the dispersion of CNTs in a solvent. Two different resin-impregnation processing methods were explored. The processing steps were chosen to prepare composite samples based on the performance of the composites and the simplicity of the processing techniques. Scanning electron microscopy (SEM) was used to examine the microstructures of the CNT mat and its composites. The mechanical and electrical properties were tested. The tensile strengths of the composites with 10.0 wt.% MWCNTs were increased by 17% to 90% when compared to that of neat epoxy samples. The electrical conductivity of the composite is 36.1 S/cm. 4.4 wt.%-MWCNT composites show very large strain valuesupon fracturing (> 15 %), and their electrical conductivity is 14.9 S/cm. These results show that CNT mat/epoxy composites can be used as flexible electrodes and as a matrix system for advanced fiber composites.     

纤维增强环氧树脂复合材料抗固体颗粒流冲蚀磨损研究进展

在生产生活中,固体颗粒流冲蚀磨损会造成经济损失,并且存在安全隐患。环氧树脂复合材料具有较好的强度和耐冲蚀性能,被广泛地应用于颗粒流冲蚀磨损工况下。为进一步提升环氧树脂的耐冲蚀性能,通常通过填料来改性环氧树脂,其中纤维增强环氧树脂表现出优异的耐固体颗粒流冲蚀性能,使得环氧树脂复合材料的应用更加广阔。根据纤维的种类可以将其分为无机纤维(玻璃纤维或碳纤维)、自然纤维及混和纤维增强环氧树脂复合材料。综述了纤维增强环氧树脂复合材料抗固体颗粒流冲蚀性能的研究现状,讨论了不同的纤维增强复合材料表现出的冲蚀行为(塑性、脆性、半塑性、半脆性),重点分析和对比了不同纤维填料特性(纤维类型、纤维含量、纤维取向)增强环氧树脂复合材料在不同工况条件(冲蚀角度、冲蚀速度、磨粒特性)下的耐冲蚀磨损性能,阐明了不同纤维增强环氧复合材料的冲蚀模式和抗冲蚀机理,指出其现存的问题并展望其发展方向和前景。     

修复用硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式研究

采用无纬带缠绕层压成型工艺制备硼纤维/环氧单向复合材料,通过对硼纤维/环氧单向复合材料的宏观和微观拉伸断口形貌观察,分析了硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式.结果表明当树脂基体的断裂延伸率较小时,硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式主要是非累积型破坏.随着树脂基体的断裂延伸率增大,硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式向损伤累积型破坏转变.     

修复用硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式研究

采用无纬带缠绕层压成型工艺制备硼纤维/环氧单向复合材料，通过对硼纤维/环氧单向复合材料的宏观和微观拉伸断口形貌观察，分析了硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式。结果表明：当树脂基体的断裂延伸率较小时，硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式主要是非累积型破坏。随着树脂基体的断裂延伸率增大，硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式向损伤累积型破坏转变。     

3种材料在柔性机械臂振动抑制中的特性对比

在所设计的柔性机械臂的基础上,利用SolidWorks Simulation对合金钢、铝合金、碳纤维增强环氧树脂基复合材料3种结构材料的机械臂进行线性动态分析,分别从谐波分析和瞬态振动分析两个方面对机械臂进行仿真。结果表明,碳纤维增强环氧树脂基复合材料对机械臂具有明显的减振作用,其振动衰减速度及振动衰减效果要优于传统合金材料,为机械臂的设计及振动抑制提供了参考。     

氨基链修饰氧化石墨烯/环氧树脂界面性能的分子动力学模拟

目的 对氨基链修饰氧化石墨烯与DGEBA/3,3′-DDS环氧树脂复合材料界面的形成过程和性能进行理论研究,为环氧树脂涂层的性能改性提供理论依据.方法 利用Materials Studio 2019软件的Amorphous Cell模块建立了复合材料界面模型,采用分子动力学模拟方法对界面的结构、能量变化、界面处基团运动...     

热处理制度对LiFePO_4/C复合材料结构和电化学性能的影响

以环氧树脂为碳源,通过不同热处理制度制备出不同结构的LiFePO4/C复合材料,研究热处理制度对LiFePO4/C复合材料形貌和电化学性能的影响.结果表明:迅速升温制备的复合材料为碳包覆结构,缓慢升温并增加固化过程后制备的复合材料为多孔状.多孔状的LiFePO4/C复合材料具有更优良的电化学性能,电流密度为15 mA·g-1时,其放电容量为164.9 mAh·g-1,当电流密度为600 mA·g-1时,其放电容量为140.1 mAh·g-1,经过50循环后,容量保持率为99.1%.