软油箱法兰盘开裂分析

橡胶软油箱安装使用后发现漏油,经检查为软油箱法兰盘开裂所致。通过对法兰盘开裂位置进行宏观检查、断口分析、材料成分分析、粘接界面分析、金相组织分析以及红外光谱分析,查找法兰盘内嵌金属件的腐蚀原因,确定法兰盘开裂的性质及原因。研究结果表明:法兰盘开裂性质为过载;过载开裂的主要原因是法兰盘内嵌金属件与橡胶粘接边缘完全被氯醇橡胶腐蚀,导致粘接界面开裂,进而导致结构的承载能力下降;法兰盘内嵌金属件边缘存在大量微裂纹,也进一步加剧了粘接区域的弱化。     

球头销断裂失效分析

特种车辆在恶劣环境下试车,发现连接转向节与下横臂的球头销发生开裂。对失效球头销外观及断口进行宏微观观察,并对材料金相组织、硬度、化学成分进行检查和分析,确定了球头销的开裂性质及失效原因。研究结果表明,球头销为双向弯曲疲劳开裂。球头销颈部无淬硬层,使得其疲劳抗力不足,是导致其疲劳开裂的原因之一;球头销转动不良,存在较大的阻力,使其颈部受力增大,是导致疲劳开裂的又一因素。     

Q235钢CO_2气体保护焊焊接接头的疲劳寿命及断口分析

对某型号装载机上发生开裂的Q235钢焊接油箱进行了断口观察、有限元结构分析和热点应力法疲劳评价、化学成分检测、硬度检查和金相分析,对发生开裂的原因进行了分析。结果表明,油箱和连接件材料均为Q235钢,油箱母材夹杂物情况和显微组织正常,母材品质没有明显问题。油箱的最大应力出现在焊接角部位置,热点应力法计算出的焊接应力集中部位的应力幅值为21 MPa,低于IIW给出的FAT级别63 MPa,油箱不会发生疲劳断裂。硬度测试结果表明,在焊接材料和焊接热量方面也没有明显的问题。断口为脆性断口,裂纹产生于焊接热影响区的粗晶区,属于焊接冷裂纹中的焊趾裂纹。油箱开裂的原因可能与氢致开裂有关。     

发动机皮碗裂纹分析

发动机在外场出现停车后进、排气口大量泄漏滑油故障,减速器机匣中的皮碗从机匣孔中脱出并且开裂。通过运用宏观观察、断口分析、剥离试验和红外测试等手段对皮碗开裂原因进行分析,确定皮碗的开裂性质为疲劳裂纹。结合皮碗中氟橡胶与金属骨架的粘结工艺,判定皮碗中氟橡胶与金属骨架粘结不良是造成皮碗开裂的主要原因。依据氟橡胶与金属骨架的粘结机理和主要影响因素,探寻提高夹金属骨架皮碗密封性能的改进方法与预防措施。     

轴承座开裂原因分析

发动机运行60?h后进行分解检查,发现滚棒轴承座的安装轴承外环处开裂,裂纹贯穿整个轴承外环配合面.对轴承座开裂处进行断口宏微观分析,金相组织和倒角检查等,确定轴承座开裂性质和原因.结果表明:轴承座的开裂性质为高周疲劳,疲劳开裂的原因与起源位置未倒圆呈一直角形貌且存在毛刺导致出现较大的应力集中有关.后续采取对设计图样进行...     

燃油-液压油散热器泄漏失效分析

燃油-液压油散热器在使用过程中发生了泄漏。通过宏微观形貌观察、金相检查和焊缝熔深测试,确定了燃油-液压油散热器的泄漏性质及原因。结果表明：出口封头与壳体焊缝处的周向裂纹为疲劳裂纹,未焊合焊接缺陷的存在是导致其疲劳开裂的原因;壳体拼接焊缝处的轴向裂纹也为疲劳裂纹,焊接气孔缺陷的存在和焊缝熔深不足是导致其疲劳开裂的原因。燃油-液压油散热器泄漏是由于出口封头与壳体焊缝发生疲劳开裂造成的,壳体拼接焊缝发生疲劳开裂会造成壳体表面出现鼓胀,进一步增加了出口封头与壳体焊缝处的张应力,对最终的散热器泄漏起到促进作用。     

航空发动机导管加工设备与精度保障研究

不锈钢导管在固定卡箍位置发生开裂。对断裂导管的安装位置、结构特点及装配情况进行检查,结合宏观观察、断口分析、化学分析、金相检查以及有限元模拟等方法,对其开裂原因进行分析。结果表明：导管的开裂性质为高周疲劳断裂;疲劳裂纹起始于导管外侧的机械损伤部位,导管受弯曲振动载荷作用,在导管应力集中处萌生疲劳裂纹,进而疲劳扩展。建议在对导管零件进行操作时,要严格按照有关要求进行,避免非正常受力带来的机械损伤。     

发动机燃油供油导管开裂分析

在进行地面检查时发现发动机燃油供油导管焊缝处开裂漏油,结合宏观观察、断口分析、化学分析、金相检查以及有限元模拟等,对其开裂原因进行分析。结果表明:未被卡箍有效固定的供油导管受较大振动载荷作用,在较粗糙的接嘴焊缝根部应力集中处萌生疲劳裂纹,进而疲劳扩展,与内表面烧穿区边缘的焊接微裂缝贯通,导致导管焊缝漏油。焊接时2次收弧的叠加导致导管局部焊穿,焊道表面状态恶化,且材料综合性能下降,促进导管发生疲劳开裂。通过调整导管与卡箍的配合方式、降低线能量等方法,可以有效控制此类故障的发生。     

铁路道岔疲劳断裂分析

铁路道岔用钢轨经闪光对焊后做疲劳试验时发生早期疲劳断裂,开裂部位位于闪光对焊焊接热影响区内,且在轨脚处。为查明其原因,采用金相、扫描电镜及能谱仪对开裂原因进行分析,发现组织异常,且源区发生在灰斑区,从而产生早期断裂。     

飞机液压导管开裂分析

某飞机在飞行过程中发现液压油指示下降,检查发现有液压油从管中漏出,液压导管开裂。通过断口宏微观观察、导管振动状况实测,确定了液压导管的开裂性质和原因。结果表明：液压导管的开裂性质为振动疲劳开裂。发动机在特定的转速下激励增压泵站HC51A至传感器МИ-8的连接导管产生共振,是液压导管开裂的主要原因;液压导管外壁存在较明显的加工痕迹,是其疲劳开裂的促进因素。通过在液压导管振幅较大处增加一个支撑点,解决了液压导管的共振问题,有效地预防了液压导管的疲劳开裂失效。     

气动高精度压力控制系统的建模及特性分析

为实现气缸容腔的高精度压力控制,设计一种采用比例压力阀控制、缓冲储气罐和无摩擦气缸串联的双闭环高精度压力控制系统.建立了该类系统完整的数学模型,模型包含阀口流动的非线性、储气罐和气缸内的压力动态、比例阀的动力学、储气罐和气缸连接管路的模型和基于实验数据的气体泄漏模型.仿真分析了气源压力、气源温度、储气罐容积、连接管路长度和直径等关键参数对系统动态性能和控制性能的影响,为压力控制系统各参数的选择和控制器的设计提供理论依据.     

氯磺化聚乙烯橡胶辊在镀铬液中的表面开裂

长期浸泡在镀铬液中工作的氯磺化聚乙烯橡胶辊表面极易发生开裂现象。为了研究其影响因素及形成机理,自行设计了静、动态试验装置进行相关测试,并采用宏观和微观检验等方法进行分析。结果表明,胶辊失效是由于工作时受到应力腐蚀和疲劳复合作用,镀铬液的温度、Cr6+浓度、胶辊所受载荷及转速等因素对其表面开裂有着不同程度的影响。     

发动机封严胶圈裂纹分析与预防

在分解检查某返厂排故的发动机时,发现该发动机桨轴封严胶圈有明显的裂纹。为查明封严胶圈产生裂纹的原因,对裂纹的外观、断口及封严胶圈的材质和受力情况进行了综合分析,并进行了模拟装配试验。结果表明：该裂纹是由机械损伤、扭转预紧力、径向拉力以及油压力等因素综合作用所致的疲劳裂纹。封严胶圈机械损伤在装配前已经形成,封严胶圈局部扭转在装配过程中形成的,裂纹产生与胶圈材质无关。在上述分析的基础上,结合实际经验,加强了密封胶圈的外观质量控制,并对装配工艺进行了适当的改进,提高了装配质量,有效地预防了封严胶圈裂纹故障。     

飞机起落架作动筒密封圈失效分析

本文对飞机起落架作动简进行了外观检查、痕迹分析,对其活塞上安装的断裂密封圈进行了物理性能测试、宏观分析、断口微观分析以及模拟验证试验等.经过综合分析认为,起落架作动筒活塞上安装的两个密封圈均发生了断裂,密封圈上的橡胶出现了掉碎块情况,使两个油箱体之间发生了串油现象,导致起落架作动筒动作失常;密封圈经油浸泡后的过量溶胀是导致其磨损疲劳失效的根本原因.     

金属薄膜结合性能的评价方法研究

针对Al2O3基体上磁控溅射沉积的Au／NiCr／Ta多层金属薄膜，用压痕法、滚动接触疲劳法、摩擦力和声发射两种模式同时监测的划痕法，对比研究了金属薄膜与基体的结合性能。结果表明：压痕试验从压痕形貌上很难判断薄膜与基体是否发生剥离，压入过程中也没有诱发裂纹的产生，更无法分辨薄膜层间的分离；由于金属薄膜的塑性变形，滚动接触疲劳法很难应用于金属薄膜结合性能的表征：划痕法可应用于多层金属薄膜的特异划擦行为研究，其中摩擦力模式能反映压头进入不同金属膜层时的变化，层间声发射信号的灵敏度不如摩擦力信号，对应试验条件，摩擦力曲线存在若干以拐点为特征的载荷，摩擦力曲线上出现的拐点及拐点特征载荷值可以在一定程度上反映多层膜的层数和层厚，并可刻划出该膜／基体系承受压入载荷而不发生剥落的能力。     

涡桨发动机涡轮导向器内环失效分析

分析了一起涡轮螺旋桨发动机涡轮导向器内环多处裂纹故障。通过对裂纹断口进行的宏、微观观察,组织和硬度检查,能谱的半定量分析和综合分析,结果显示,导向器内环裂纹性质为热机械疲劳(TMF),疲劳裂纹起源于叶型槽孔角处。叶型槽孔角加工质量不佳,存在应力集中,是造成内环疲劳裂纹的主要原因;大修时叶型槽局部补焊降低了材料的热疲劳抗力,对裂纹的萌生和扩展也有影响。     

Thermal fatigue of hot working steel after hybrid surface treatment

Abstract

The application of surface treatment methods like ion nitriding, physical vapour deposition (PVD) coatings and their combination in duplex treatments effectively reduces the occurrence of oxidation, corrosion, erosion and wear processes. However, it is still uncertain whether nitriding and duplex treatment have any real effect on the decrease in the nucleation and growth of thermal fatigue cracks on the surface. This paper presents the results of thermal fatigue investigations of a nitrided layer and different composite layers ‘nitrided layer/PVD coating’ (TiN, CrN and TiAlN) obtained on the EN X40CrMoV5·1 hot working steel. The ion nitrided only and three different duplex treated substrates were compared, based on the intensity of the thermal fatigue cracks observed after testing. The nitrided layer and composite layers investigated were obtained with the use of the hybrid surface treatment technology consisting of ion nitriding followed by arc evaporation coating deposition. Apparatus based on high frequency induction heating and water spray cooling was used for thermal fatigue tests under the following conditions: maximum temperature 600°C, minimum temperature 80°C and two different rates of thermal cycling: 500 and 1000. The thermal fatigue intensities of the nitrided layer and the three different composite layers were measured according to the surface crack density and crack length (i.e. penetration into the testpiece) after different numbers of thermal cycles. Finally, based on the results obtained, the influence of different PVD coatings in the composite layer on the increase in thermal fatigue resistance of hot working steel was discussed.     

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采用直读光谱仪、显微硬度机、光学显微镜和扫描电子显微镜等分析手段,对失效的汽车发动机活塞连杆总成断裂原因进行了分析。断裂首先发生于连接大盖,裂纹源位于凹槽端面底部应力集中严重的过渡R处,该处还存在加工刀痕,更加剧了应力集中程度。连杆总成在承受了多次反复冲击载荷后,在该处首先产生了裂纹源,发生了疲劳断裂,之后连杆总成正常运动状态受到破坏,连接螺栓接着发生了一次性韧性断裂。     

Effect of Residual Stress on Fatigue Failure of Carbonitrided Low-Carbon Steel

The effect of residual stress on fatigue behavior and mechanisms of carbonitrided AISI 1015 steel under uniaxial cyclic loading has been experimentally studied. By progressive removal of thin surface layers using an electropolishing technique and subsequent residual stress measurements using an x-ray diffraction technique, the compressive residual stress at the surface was approximately 900 MPa. The stress decreased toward the center, and became stable tensile residual stress of approximately 20 MPa. The fatigue resistance of carbonitrided AISI 1015 steel was higher than that of AISI 1015 steel due to the presence of compressive residual stress in case layer. The fatigue limit of AISI 1015 steels with and without carbonitriding was 340 and 300 MPa, respectively. Subsurface cracks initiated at the case-core interface, i.e. approximately 400 μm from the surface. With increasing number of stress cycles, the subsurface cracks coalesced and propagated intergranularly through the case layer. After some incubation cycles, the subsurface cracks reached the surface of specimen, and became a main crack. During this stage, the stress increased, and caused the formation of voids in core material. Consequently, the crack propagated through the core material, interacted with voids, and caused complete fracture.     

燃气轮机低压压气机转子叶片断裂分析

某型燃气轮机运行近1 000 h后,发生2片低压压气机转子叶片脱榫断裂和同级多片榫头裂纹故障。通过对断裂和裂纹叶片外观观察、断口分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验等手段,确认了断裂和裂纹叶片失效模式相同,均属振动疲劳断裂,盘和叶片配合不良引起微动磨损是该级叶片早期振动疲劳断裂的主要原因。盘、片配合不良主要是由于配合面间无防磨损涂层,在应用过程中产生氧化和磨损引起的;通过盘和叶片榫齿配合面涂干膜润滑,有效解决了盘片配合面微动磨损问题。