下摆臂断裂失效分析

某乘用车下摆臂本体由F45MnVS锻造成型,该车下摆臂本体在行驶1 000 km左右出现断裂。为找出断裂原因,对断裂下摆臂本体进行了断口分析、化学成分分析、力学性能检测和显微组织分析,随后对同批次的下摆臂本体又进行了力学性能检测与金相组织检查,结果表明:下摆臂本体断裂属单向弯曲疲劳断裂,裂纹起源于下摆臂本体表面锻造折叠处。综合分析表明:下摆臂断裂的根本原因是材料表面存在折叠所致。     

搅拌轴断裂失效分析

采用宏观形貌、EDS能谱、金相组织分析、力学性能测试、SEM微观形貌等手段,分析了搅拌轴断裂的原因。结果表明:淬火马氏体粗大是导致搅拌轴发生疲劳断裂的主要原因。     

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。     

汽车下摆臂断裂失效分析

根据汽车下摆臂的工作条件和受力情况，对其材料的显微组织进行了观察，测定了材料硬度，并对断口进行了分析，得出下摆臂断裂是因为热处理工艺不当造成网状铁素体以及较多的夹杂物使材料的强度和韧性降低。     

螺栓疲劳断裂失效分析

通过宏微观断口形貌分析、化学成分分析、金相组织分析等手段,分析了螺栓断裂的原因.结果表明:螺栓疲劳断裂主要原因是螺栓表面脱碳层所导致的螺栓表面弱化,加速了疲劳裂纹源的形成,从而加速了疲劳断裂过程.     

42CrNiMo钢螺杆芯轴疲劳断裂失效分析

采用X射线荧光光谱仪、金相显微镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电镜等,对42CrNiMo钢塑料造粒机螺杆芯轴断裂原因进行分析。结果表明:42CrNiMo钢的化学成分、金相组织及力学性能均符合技术标准要求。失效芯轴属于多源疲劳断裂,芯轴齿根表面加工缺陷形成的应力集中是造成疲劳断裂的主要原因。     

鼓风机轴断裂失效分析

针对某火力发电机组进口鼓风机主轴断裂问题,采用宏观断口分析、化学成分分析、金相分析、能谱分析、力学性能和显微硬度检测等手段对其断裂原因进行了分析。结果表明：轴断裂的主要原因是由于异常的二次淬火导致轴颈基体表面形成硬而脆的粗大淬火马氏体和软化的块状铁素体等不良组织,降低了轴颈处的抗疲劳性能,运行过程中在高周交变应力作用下发生疲劳断裂。     

压缩机气缸盖螺栓断裂原因分析

对压缩机气缸盖上螺栓的断裂原因进行了分析。通过光学显微镜和扫描电镜对断口和金相组织进行了观察，分析了造成螺栓断裂的材质因素和力学因素。认为用估算螺栓工作时的最大预紧应力的方法，对防止埋头螺栓疲劳断裂再次重复发生有一定的参考价值。     

冷轧机轧辊的疲劳断裂分析

研究分析疲劳断裂形成的机理,主要针对冷轧机轧辊疲劳断裂造成的轧辊脱皮事故进行了分析。通过理论与实际的结合采用宏观检测方法,明确了轧辊疲劳断裂的原因。     

架桥机大臂钢板开裂分析

架桥机大臂钢板在使用过程中发现表面呈方形开裂,但远未达到设计使用寿命。钢板材料为低合金结构钢Q345,其综合力学性能良好。为了弄清钢板开裂原因,通过宏观观察、扫描电镜及能谱仪分析、光学显微分析等对开裂钢板进行了深入探讨,结果表明:钢板失效属于疲劳断裂,疲劳起源于焊缝夹渣,并沿着方形焊缝路径扩展。焊缝中亦存在马氏体组织,马氏体组织较脆,裂纹遇到这种组织也较容易扩展。因此,在循环使用应力作用下,起源于焊渣的疲劳裂纹沿焊缝不断扩展,最终导致钢板呈方形断裂失效。可通过改善焊接工艺、增加焊接线能量以及焊前预热处理等途径来防止裂纹产生。     

Fatigue fracture analysis of gear teeth using XFEM

Gear teeth in gear transmission systems suffer seriously from fatigue failure during service. In this work, a 2D double-tooth model was constructed with periodic boundary conditions. The fatigue fracture behavior of gear teeth was analyzed using the extended finite element method (XFEM), with emphases on the impacts of initial crack geometries and cyclic load factors. The results suggested that the shortest fatigue life is expected for 0° orientation cracks initiating at the maximum principal stress. Cracks that initiate closer to the bottom land of gear tooth are relatively safe. Moreover, to evaluate the fatigue load conditions, load ratio, load range, and mean load should be all taken into considerations. Further XFEM simulation for material selection was performed to guide the gear design. Among various material parameters, the material constant C and tensile strength are the most significant ones in determining the fatigue life.     

汽车天窗弹簧卡子弹片断裂失效分析

某汽车天窗弹簧卡子在开闭耐久试验过程中,弹簧卡子弹片出现断裂的情况。通过对弹片断口微观观察、化学成分分析、显微组织及硬度检测并结合其工作状况及生产工艺综合分析,确定了弹片断裂的模式及产生的原因。结果表明,弹片断裂为表面脱碳或弹片侧表面冲裁质量差导致低周疲劳断裂。对弹片的冲裁和预先热处理工艺进行了改进,取得了良好的效果。     

汽车下摆臂球销座连接螺栓断裂失效分析

汽车下摆臂球销座连接螺栓在使用时发生早期断裂。采用金相分析、硬度测试及氢含量测定等方法对其断裂原因进行了分析。结果表明,螺栓在电镀过程引入氢而后续处理时间过短除氢不完全,加上R转角处容易造成应力集中,因此在使用后不久便发生螺栓断裂失效。同时提出了相应的改进措施。     

Fatigue fracture of high-strength Al-Zn-Mg-Cu alloy

X-ray diffractometry(XRD), optical microscopy(OM), scanning electron microscopy(SEM) were used to study the fatigue fracture of the T7451 Al-Zn-Mg-Cu alloy (470 °C, 60 min+115 °C, 8 h+165 °C, 16 h). The study reveals mainly the microscopic structure of the alloy in the process of crack formation and crack growth. The fatigue fracture is characterized by three zones: fatigue crack source zone, fatigue crack propagation zone and fatigue fracture zone. The fatigue damage preferably incubates at the fractured inclusion particles at or near (about 25 μm) the specimen free surfaces, and these brittle Fe-rich intermetallic inclusion particles are (7–10) μm×(11–14) μm in size. Some features such as “feather-like”, “river and range” and boundary extrusions can be observed in the fatigue propagation zone, and in the fatigue fracture zone the surface is rough and uneven.     

硬质合金的疲劳与断裂

硬质合金在使用中一般同时承受多重疲劳的共同作用,了解硬质合金的疲劳破坏机理和提高其疲劳性能是硬质合金研究领域的一个重要方向。综述各种硬质合金工具在不同环境中的疲劳破坏情况,概括目前国内外学者对硬质合金疲劳性能的机理的研究进展。同时介绍本课题组在自行改造的疲劳试验机上对硬质合金多重疲劳开展的一些工作。     

汽车稳定杆断裂分析

某汽车稳定杆在耐久试验过程中短里程就发生断裂失效,使用直读光谱仪、硬度计、光学显微镜和扫描电镜等设备对失效件进行理化检测、金相检验和断口分析,同时结合稳定杆加工过程对断裂原因进行了分析。结果表明,失效稳定杆的断口微观形貌主要呈沿晶状,扩展区域有疲劳辉纹,最后断裂处呈韧窝状。这主要是由于稳定杆加工过程中经过酸洗处理引入了氢,导致稳定杆先发生了延迟开裂,然后在耐久试验中产生疲劳裂纹并扩展,直至最终断裂。     

汽车悬架簧早期疲劳断裂原因的试验研究

采用同一种55CrSi钢但抗拉强度相差7%的两种钢制成的弹簧,虽经过同一台喷丸机床喷丸强化处理,但在疲劳抽检试验时发现,强度稍高的簧达到了规定的疲劳断裂寿命(N=4×105cycles)要求,而强度稍低者的疲劳断裂寿命为N=2.6×105cycles。制造者认为,材料的抗拉强度偏低是导致发生早期疲劳断裂的主要原因。但是通过本文完成的大量试验及其分析表明,由于弹簧在线生产中喷丸强度的偏低、喷丸工艺欠稳定、以及喷丸质量监控的缺乏等所导致的组织结构强化效应的降低,是发生早期纵向切断型(LSF)模式疲劳断裂的主要原因。这一分析结果表明,弹簧的喷丸强化工艺不良,是导致发生早期疲劳断裂的主要原因。由此可见,只有正确地认识和恰当地运用喷丸强化工艺中的"显微组织结构强化机制",才有可能有效地避免弹簧发生早期纵/横向切断型(LSF/TSF)模式的疲劳断裂,从而制造出具有高疲劳断裂抗力的NTF模式疲劳断裂的弹簧。