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。     

大型多支承回转窑支承结构的接触有限元分析

回转窑是冶金、水泥、耐火材料生产中的关键设备,它是一种重载、大扭矩、多支点、静不定运行系统。回转窑运行中由于轴线偏差,支承载荷分配严重不均,导致支承部件因接触应力过大而产生压溃、剥落和点蚀等现象。从支承载荷分配与轴线偏差的线性关系出发,根据赫兹接触理论,得出了支承结构接触力与轴线偏差的关系式;采用有限元方法对某档支承结构的接触问题进行分析,得到了接触区域情况及各部件的变形应力规律。分析结论与实际生产一致,为回转窑最佳运行状态的调整提供有效的理论依据。     

回转窑托轮轴轴端断裂原因分析及其修复环节的分析

为了满足当下水泥生产的需要，展开回转窑托轮轴断裂故障的避免是必要的，本文就事故处理措施展开分析，进行实际情况的掌握，保证回转窑托轮轴轴端断裂情况的避免，这需要进行详细的总结及其分析，保证其断裂原因的分析，进行修复模块的有效开展。     

造船龙门起重机车轮轴断裂原因分析

某造船厂一台龙门起重机车轮轴在服役4a(年)之后发生断裂,通过现场勘查并对试样进行理化检验,分析了该车轮轴断裂的原因。结果表明:该车轮轴轴肩部位存在较深加工痕迹和缺欠,在承受较大交变剪切应力之后,表层加工痕迹和缺欠成为疲劳裂纹源,撕裂表层针状铁素体向内扩展,最终导致车轮轴发生断裂失效。     

LN3-2-6X井直线电机抽油机导向轮轴断裂原因

LN3-2-6X井直线电机抽油机导向轮轴在使用过程中发生断裂。采用宏观观察、无损检测、力学性能测试、化学成分分析及金相检验等方法对该导向轮轴的断裂原因进行了分析。结果表明：该导向轮轴在服役过程中承受交变载荷，从而发生疲劳断裂。裂纹起源于轮轴外表面与腹板焊接处，轮轴材料力学性能不合格、材料组织出现异常以及腹板焊接质量差对裂纹扩展起到了一定的促进作用。     

塔机支承座的断裂分析

建筑施工用的QT45型塔机支承座在拖运过程中发生断裂。用化学分析、金相检验和热处理工艺试验等方法，对断裂支承座进行了分析。结果表明，铸造钢件支承座碳含量严重超标，导致其与走轮轴焊接时臆性开裂敏感性增大而产生热裂纹；同时支承座毛坯在退火时，耒严格按退火工艺执行，使其晶粒粗走，铁素体沿晶界呈网状析出，降低材料强度，最终导致支承座断裂。     

某电传操纵系统弹簧拉杆可调叉形接头断裂原因

某飞机电传操纵系统弹簧拉杆可调叉形接头在运行过程中发生断裂,通过宏微观分析和金相检验等方法对拉杆接头的断裂原因进行了分析。结果表明:拉杆接头断裂为疲劳断裂,断裂的根本原因是其显微组织不均匀的同时出现了魏氏组织,使接头的抗疲劳性能严重降低,导致疲劳裂纹的萌生与扩展;而拉杆的受力不均匀则加速了其疲劳裂纹的扩展。     

42CrMo钢疲劳裂纹扩展剩余寿命评估

以高频三点弯曲疲劳试验机为平台,进行42CrMo钢疲劳裂纹扩展试验研究,通过建立裂纹扩展剩余寿命评估模型,实现对存在裂纹的工程机械零部件剩余寿命的评估。采用显微成像测试系统实时采集并测量疲劳扩展裂纹,使用声发射系统监测整个疲劳裂纹扩展过程。结果表明:声发射幅值、能量等特征参数可以实时反应疲劳裂纹萌生、稳定扩展和失稳扩展等各个损伤阶段,并在疲劳断裂时产生急剧的突变;裂纹扩展速率的对数值与应力强度因子幅的对数值具有较高的线性相关性,建立了不同应力工况条件下裂纹扩展剩余寿命评估模型,以双排链轮轴为例进行裂纹扩展剩余寿命评估;随着疲劳应力的增加,裂纹扩展剩余寿命减小。     

基于三点法的回转窑轴线在线测量系统

论述了一种基于三点法的大型回转窑轴线在线测量新方法,该方法不仅能够测得回转窑筒体回转中心的动态变化情况,同时还可以测取轮带和托轮的直径以及它们的变形情况。应用该方法,设计研制了一种新型大型回转窑运行轴线动态测量系统,由基于ATmega128单片机的下位机数据采集系统和基于PC机的上位机数据分析处理系统共同构成,通过USB口实现上下位机的通信。该系统具有结构简单、安装使用方便、测量精度高等特点。     

锥面支承工作台的调整

当使用调整式工作台的仪器进行精密测量时,必须调整工作台表面,使其与仪器测量轴线保持高度的垂直性,才能获得正确的测量结果。目前各厂使用的锥面支承并带四个调整螺钉的立式光学计工作台(如图1).我们称为锥面支承工作台(或四点调整工作台)。这种工作台表面与测量轴线垂直性的调整,往往花费较多的时间也不容易调好。为较迅速又准确地调整工作台,下面谈谈我们的调整方法,以供参考     

胀管器芯轴裂纹分析

采用金相宏、微观检验方法，结合ＧＣｒ１５钢ＣＴＴ曲线及实际热处理工艺对芯轴裂纹进行了分析。结果表明，芯轴裂纹系过热导致的淬火裂纹。对双细化预处理工艺理解不透，工艺执行不当是产生裂纹的主要原因。     

电机连接轴失效分析

采用扫描电镜、电子能谱仪、光学显微镜和显微硬度计等检测方法，对发电机上一键槽的失效进行了分析。结果表明，造成该零件失效的原因是由于轴、轴孔和键槽配合不当，以及因加工刀痕形成的应力集中而引起多源扭转疲劳损坏。提出了提高材料使用寿命的建议。     

门式起重机变速机轴断裂分析

大型门式起重机因变速机轴断裂致使起吊物料下坠而造成安全生产事故。通过宏观和微观分析方法对变速机轴断裂原因进行了分析,结果表明,变速机轴在长期服役运行过程中,因局部疲劳开裂并扩展而引发了瞬间脆性断裂,其断裂与轴的制造质量不高和长达50a（年）的服役时间有关。     

含裂纹夹杂多孔材料的渗透性理论与数值分析

多孔材料的裂纹网络对宏观渗透性的影响显著,正确描述裂纹网络对材料渗透率的影响具有重要的工程意义。该文将开裂多孔材料视作由多孔基体和裂纹夹杂二相组成的复合材料,基于细观力学理论模型中的相互作用直推法(IDD)给出了渗透率张量的IDD理论解。为分析裂纹长度、密度、取向、间距和连通度等裂纹网络细观形貌参数对宏观渗透率的影响,该文使用具有周期结构的重复单元模型建立了二维数值分析模型,采用有限单元法进行数值求解并与IDD理论解进行了对比验证。理论研究表明,IDD理论模型采用单一的开裂密度指标来表征多孔介质的裂纹网络,在开裂密度不大时能够统一地描述裂纹长度、取向、平均横向间距和纵向间距等多个细观形貌指标对材料整体渗透性能的影响,具有良好的适用性和精度;数值分析表明,在裂纹网络的密度不断增大、裂纹相互趋近并最终连通的过程中,IDD理论解逐渐偏离数值解并低估裂纹间相互作用,此时材料渗透率与裂纹密度呈对数关系;网络裂纹一旦连通,整体渗透率则发生突变,此时渗透率的确定需要特别考虑连通裂纹之间的强烈近场相互作用。     

汽车发动机曲轴断裂分析

某6缸发动机曲轴在运行8910km时，第六曲拐颈断裂。对断裂曲轴进行了断口观察、化学成分复验、基体硬度和显微组织检验。结果表明，曲轴的拐颈断裂为扭转疲劳断裂，断裂疲劳源位于油道孔与倒圆角曲面交接处，此处的切削加工刀痕及金属损伤形成应力集中且处于最大主应力面上，因而引发扭转疲劳断裂。     

深立井井壁破裂的力学机理及破裂预测研究

分析了深立井井壁破裂的力学机理,研究了深立井井壁的应力分布规律在井壁破裂预测方面的具体运用,结合混凝土井壁的强度准则和矿区地下水下降的规律,建立了立井井壁破裂的预测理论。研究表明:立井井壁破裂的危险位置与发生破裂的具体时间与矿区地下水的沉降规律及季节的变化有密切的关系。最后通过对具体实例的分析,验证了上述理论的正确性和适用性。对工程现场及井壁设计均具有较大的指导意义。     

Fretting fatigue fracture of the supporting shaft in a rotary kiln

The fracture failure of the supporting shaft in a rotary kiln was analyzed to determine the failure mechanism. The rotary kiln was used to heating and mixing nickel ores and was supported by four group riding wheels with two wheels in each group. One of the supporting shafts was found fractured after it was used for about two years. The fracture was located at the interface between the supporting shaft and the sleeve. This location was 100–120 mm far from the transition arc of the supporting shaft where high stress concentration usually occur. A failure analysis was carried out, using characterization techniques such as scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and so on. Obvious fatigue propagation zone caused by multi-initial cracks were observed at the circle edge of the fracture surface. Adhesive wear and some circumferential cracks were found on the outside surface of the supporting shaft. It was considered that fatigue due to the fretting wear between the shaft and sleeve was the most probable mechanism.     

Torsion response of a cracked stainless steel shaft

Pump shafts used for power generation are susceptible to fatigue cracking while often in near-continuous operation. Technology based on torsional vibration is under development for condition-based assessment of shaft health. The focus of this paper is on the relationship between a crack, which propagated due to bending loads, and the torsional stiffness of the shaft. An analytical method to determine the compliance associated with a crack has been implemented for a semi-elliptical surface crack. A 3-D finite element model of a shaft section with a crack has also been used to predict the effect of a crack on stiffness. Fatigue cracks were seeded in shafts on a three-point bend apparatus. A benchtop test rig was constructed to evaluate the torsional natural frequencies of a cracked shaft system. Quasistatic torsional stiffness tests indicated that crack closure has an effect on the results. A torsional finite element model of the benchtop test rig indicates that the first torsional natural frequency is reduced by the propagation of a crack. The reduction in torsional stiffness of the shaft inferred from the natural frequency results is in reasonable agreement with the quasistatic results and the model predictions.