估算金属疲劳性能的若干经验公式

<正> 前 言 金属的疲劳断裂失效是一种十分常见的和重要的断裂方式,有人估计它约占整个断裂失效率的80～91％。加上疲劳断裂的发生往往是“突然性”和灾难性的,因此对疲劳断裂失效的分析判断和采取必要的预防对策就格外显得重要。在疲劳断裂失效分析中,     

陶瓷导弹天线罩静热试验失效分析方法

针对陶瓷导弹天线罩静热试验中失效评估的技术难点,本文介绍了基于宏观断裂形貌分析、断裂过程的声发射和高速摄像监测、陶瓷罩体表面位移/应变测试,以及失效形式的仿真分析等多种失效分析方法、分析流程及其试验应用案例,并指出了各种分析技术的发展方向。     

某轻型车辆液力减震器活塞杆断裂失效分析

对发生断裂失效的某型轻型车辆液力减震器活塞杆进行断口失效分析。为查找失效原因对活塞杆根部的加工状态进行分析,同时对活塞杆根部有无过渡圆角的两种情况进行有限元应力分析。结果表明,活塞杆的断裂属于高周疲劳断裂,引起早期疲劳断裂失效的主要原因是因为活塞杆根部过渡截面未加工过渡圆角所造成的。与未加工过渡圆角时相比,加工有R5的过渡圆时可以使活塞杆根部的最大轴向应力下降36%。     

枪件断裂失效分析

枪件在制造和射击过程中产生断裂的很多,本文用金相法对九种枪件断裂失效进行分析,并提出了防止的措施。     

硬质合金冷挤压凹模横向断裂分析

<正> 前言 本文是我厂反向冷挤压硬质合金凹模十八年来生产实践经验总结。通过对该工具断裂失效的分析,就其“失效”的原因进行了探讨,着重阐明单位挤压力、硬质合金材质以及机械加工与凹模横向断裂的关系。提出设计较合理的加工率,硬质合金材质的技术要求及机械加工中应注意的事项,达到延缓断裂产生的时间提高模具寿命的目的。     

基于异常压力场的火炮身管断裂失效再现数值模拟

针对某坦克炮实弹射击出现身管断裂失效的情况,采用问题再现、原因分析、计算分析和效果验证等研究方法,利用LS-DYNA程序流固耦合算法,以等量TNT爆轰产生的高压气体流场近似代替实际火药气体作用,采用基于显式积分的拉格朗日-欧拉耦合算法解决流体与固体的耦合,建立了高压气体与身管之间相互作用的数值模拟,解决了流体形变引起的计算困难问题。引入Johnson-Cook塑性模型以及断裂失效模型描述身管材料动力学响应,在预置初始裂纹的情况下对身管在异常内压下的动力学响应进行了数值计算及分析。数值模拟结果较好地描述了身管材料在异常压力作用下的断裂失效机理,再现了身管发生撕裂损伤破坏的过程,为火炮使用安全性以及故障分析提供了参考。     

左转向节臂断裂失效分析

某厂生产的汽车零件左转向节臂所用材料为40Cr,最终的热处理状态为调质处理状态。该零件在使用过程中发生早期断裂失效,采用金相分析的方法对断裂原因进行分析。分析结果表明,该材料表面存在氧化皮等锻造缺陷,且调质处理后的材料的显微组织不满足技术条件,从而造成该零件在使用过程中发生早期断裂,造成失效。     

爆炸成型弹丸成型过程中的断裂数值模拟及机理分析

为研究爆炸成型弹丸(EFP)轴向断裂机理,采用有限元分析软件LS-DYNA,引入Johnson-Cook失效模型及自适应算法,对典型EFP装药结构不同外曲率球缺形药型罩OFHC铜EFP成型过程中的断裂进行数值模拟,并通过实验进行验证。采用应力波理论分析了长杆形EFP轴向断裂机理并确定了速度梯度断裂临界值。研究结果表明:基于Johnson-Cook失效模型及自适应算法,采用LS-DYNA软件可较好地模拟EFP成型过程中的断裂现象;对于特定EFP装药结构的球缺形药型罩,存在药型罩曲率临界值使长杆形EFP发生轴向断裂;应力波理论计算所得速度临界值(60~83 m/s)与数值模拟所得EFP速度梯度断裂临界值(76 m/s)吻合较好。该研究结果对OFHC铜EFP的设计具有参考意义,理论分析方法可应用于确定长杆形EFP的速度梯度断裂临界值,并为新材料在EFP药型罩中的应用提供参考。     

强冲击载荷下超高强度钢破片断裂模式的实验研究

为了研究超高强度钢在侵彻过程中的断裂和失效行为,进行了用弹道枪发射超高强度钢破片撞击钢板的实验。观察并分析超高强度钢在强冲击载荷下的断裂和失效模式与行为。实验结果显示,随着撞击速度的提高,断裂破坏程度更加严重。利用金相显微镜和扫描电子显微镜对断裂的破片进行微观观察。用金相显微镜观察的结果显示,马氏体的挤压和破碎是金相组织的主要转变形式。用扫描电子显微镜观察的结果显示,伴随着高温产物的解理型脆性断裂是主要的断裂模式。     

某型车用柴油机机体缝合螺栓的可靠性增长研究

针对某型车用柴油机机体缝合螺栓存在的断裂问题,研究机体缝合螺栓的失效模式及其失效机理,设计机体缝合螺栓模拟试验装置,进行机体缝合螺栓振动试验,实现机体缝合螺栓断裂失效的复现。在此基础上,研究机体缝合螺栓的可靠性增长措施及其有效性,将改进后的机体缝合螺栓安装在柴油机上进行应用验证。研究结果表明：机体缝合螺栓的失效模式为疲劳断裂,机体缝合螺栓在工作时发生共振是导致其断裂的原因;机体缝合螺栓采取可靠性增长措施后在安装状态下的固有频率得到显著提高,能够有效避免因共振引发的断裂失效。     

腐蚀疲劳失效

<正> 腐蚀疲劳是描述材料在交变(周期)应力及腐蚀环境下断裂现象的一个术语,该断裂包括了裂纹的引发和扩展过程。已公认,腐蚀疲劳强烈地依赖于载荷、冶金学和环境参数间的相互影响。腐蚀性环境通常对疲劳寿命具有有害影响,与较惰性环境相比,在腐蚀性环境中比较少的应力循环就会导致失效,然而,在某些例子中,如:镍基超耐热合金暴露于高温氧化环境中,腐蚀环境的存在可减慢疲劳断裂过程,增加失效前应力循环次数。在本卷“腐蚀失效”和“疲劳失效”这两篇文章中,分别讨论了金属中腐蚀和     

中间轴与齿轮失效分析

某种车辆经3000公里试车后,出现了变速箱中间轴断裂和齿轮根部裂纹问题。为此,对其断口形貌、裂纹形态、成份和组织、加工工艺及有关机械性能进行了较为详细的检测分析,试验证明该零件失效与原材料质量、热加工工艺无关,而外形尺寸加工不当形成的应力集中是导致中间轴疲劳断裂和齿轮根部产生裂纹的主要原因。针对上述问题采取技术措施后,有效地阻止了这类失效的发生。     

螺旋伞齿轮失效原因分析

<正> 本厂某产品曾发生过几次变速箱内主、被动螺旋伞齿轮失效事故,这几次失效原因,一般是挂双挡使主、被动螺旋伞齿轮断齿或扫齿和变速箱体打烂,或疲劳断裂失效。本文对伞齿轮失效事故作出观断口分析,金相组织、硬度测量及材料化学成份复验,企图找出造成失效原因。     

某型轮式装甲车转向球头销断裂分析

通过对某型轮式装甲车多次出现左、右副横拉杆总成转向球头销断裂的失效分析,以及转向活动接头最大摆角的分析计算与测试,指出了悬挂上下振动幅度大,发生运动干涉,使球头销受到附加的弯矩,造成球销锥面与球销座发生撞击是导致球头销断裂失效的原因,采取了增加垫片做适当调整、避免运动中悬挂系统与杆系运动干涉的措施,有效避免了销断裂。     

基于Monte-Carlo方法含缺陷管道失效概率计算方法研究

基于应力-强度干涉理论和概率R6失效计算方法,通过Monte-Carlo模拟方法建立管道缺陷特征参数与随机数的对应关系,并建立含缺陷管道的失效概率计算方法:针对表面半椭圆裂纹的管道失效形式,当Monte-Carlo模拟次数达到1 000次时,其失效概率基本稳定,Pf=0.001 5;应用敏感性分析理论,分析各随机参数的分散性(变异系数)对含缺陷埋地输油管道断裂失效概率的影响。结果表明:断裂韧性的变化对管道断裂失效概率的影响最大,通过敏感性分析发现,屈服强度的影响最小。     

金属断裂韧性的估算方法

<正> 前言 在断裂失效分析中,人们往往需要得知失效零件材料的断裂韧性。但是为了实测材料的断裂韧性,往往需要耗费不少人力和物力,因此人们希望通过各种估算的方法,迅速和尽可能精确地得到材料的断裂力学参量。本文从各种断裂韧性之间的关系、断裂韧     

水压机立柱断裂失效分析和修复

分析了1500吨水压机φ300×4000(mm)立柱的断裂失效及其断裂产生原因。介绍了用手工电弧焊修复的经验和使用效果。     

微观组织对Ti6321钛合金靶板爆炸断裂失效的影响

通过不同热处理工艺获得不同组织的Ti6321钛合金靶板,研究微观组织对Ti6321钛合金靶板在爆炸加载过程中变形和断裂行为的影响。结合光学显微镜和扫描电子显微镜,对爆炸回收后的靶板进行微观断口和失效分析。结果表明：等轴组织靶板具有较高的抗变形能力,魏氏组织靶板具有较高的抗层裂破坏能力和较低的厚度减薄率,断裂模式包括塑性变形及中心颈缩环、沿颈缩环部分断裂、沿颈缩环全部断裂和中心完全撕裂;在200 g TNT爆炸加载下,双态组织靶板发生拉伸和剪切断裂;在300 g TNT爆炸加载下,等轴组织靶板发生拉伸、剪切断裂和层裂,双态组织靶板发生剪切断裂和层裂,断口均为韧性断裂;魏氏组织靶板在两种TNT药量加载下均产生剪切断裂,断口为韧性和脆性的混合型断裂,靶板的层裂和剪切断裂均为绝热剪切失效。     

铆接方式对AA5052铝合金自冲铆接头静力学性能的影响

为探究铆接方式对AA5052铝合金自冲铆接头静力学性能的影响,制备单向铆接方式(ZAA),双向铆接方式(ZAB和ZBA)3种接头,对其进行拉伸-剪切试验,分析接头的失效形式及宏观失效机理,研究接头的静失效载荷、能量吸收能力及刚度变化。结果表明:双向铆接方式相对于单向铆接方式可有效防止试件发生翘曲,且双铆钉拉伸失效形式均为板材断裂失效,ZBA组板材断裂部位为铆钉头接触处,ZAB组板材失效部位为铆钉管腿接触处,ZAA组板材失效部位则有铆钉头接触处和铆钉管腿接触处;ZAB组的失效载荷值最小,为7 051.7 N,小于ZAA组的7 154.7 N和ZBA组的7 228.0N,而ZAB组相对于其他组具有更好的能量吸收能力;双向铆接方式可有效提高接头刚度,但会使接头应力分布更趋复杂化。     

管壳封装结构温循载荷下的失效机理研究

针对两种电子封装结构在温循试验中出现的引脚断裂现象,建立管壳-引脚-PCB板局部区域的有限元模型并进行热力耦合分析.研究结果表明,两种管壳失效最根本的原因是结构各部件线膨胀能力不同产生了不协调变形,导致结构局部的高应力应变响应,但二者破坏机理却不尽相同:一种失效模式属于陶瓷材料由于应力集中效应导致的脆性断裂;另一种失效模式主要由于锡铅焊料在温循载荷下产生较大的非弹性应变而产生的断裂失效.有限元仿真结果与试验现象吻合较好.