165t铸造吊主梁产生裂纹原因简析及处理办法初探

冶金铸造起重机主梁结构件是典型的焊接结构,其主要失效形式是由于疲劳而产生裂纹直至断裂,而裂纹的萌生和形成寿命很短,疲劳寿命主要取决于疲劳裂纹的稳定扩展阶段。本文以图表及文字表述,简述了湖南涟钢一炼轧厂165/40tX22m行车主梁腹板母板产生裂纹的原因,并针对生产现场的实际情况简要讲述了此次裂纹处理的主要方法和需要采取的防范措施。对于预防主梁钢结构疲劳断裂事故的发生,指导该类型起重机的设计、制造和管理具有重要意义。     

GH4169合金高温多轴疲劳断口形貌分析

该文的主要目的是利用英国剑桥S250MK-Ⅱ扫描电镜,对高温多轴疲劳试样的断口形貌特征进行系统地扫描观察。结果表明,裂纹萌生于试件缺口根部最外层,起始于材料缺陷,试样加工刀痕,以及材料组织内部的脆性颗粒等附近,并呈现萌生裂纹的多源性;疲劳裂纹扩展区疲劳条纹为沿圆周方向被撕断的、不连续的条纹,而不是疲劳条带,并伴随着二次疲劳裂纹的出现;在瞬间断裂区,随着非比例度的增加,在瞬间断裂时韧窝逐渐加深,且撕裂面逐渐加大,且晶内第二相强化粒子Ni3Al是产生韧窝的主要根源。     

基于FBG应变传感器的焊接接头疲劳试验

针对焊接接头疲劳实验中裂纹萌生阶段关键信息难以精准获取的问题,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器的试验方法。采用十字焊接接头开展疲劳试验,通过在薄板焊趾圆弧段凸顶点布置FBG应变传感器,获取应变时间历程,以应变范围斜率突变点作为裂纹萌生的时间点。疲劳断口与焊趾形貌的对照表明焊趾圆弧段凸顶点是裂纹的易萌生位置,应变测试结果表明,焊接接头疲劳试件的疲劳失效呈现为多裂纹形式,多裂纹的萌生时间不同步且裂纹尺度不同。相较于传统的检测手段,FBG应变传感器操作简便,抗干扰能力强,稳定性好,并能较有效地捕捉焊趾多裂纹的萌生行为。     

复杂飞机结构裂纹萌生寿命确定的工程方法

采用静拉伸应变测量试验的方法,确定了典型飞机复杂结构在载荷作用下的应变分布,并准确判断出其疲劳危险部位。对典型飞机复杂结构模拟件进行了等幅加载疲劳试验,并在疲劳试验过程中采用着色探伤方法测得了疲劳裂纹扩展数据。在此基础上,提出并建立了一种适用于确定复杂结构疲劳裂纹萌生寿命的工程方法,包括疲劳裂纹萌生寿命反推法和含有不确定寿命样本的统计推断方法。根据该方法对试验样本疲劳数据进行处理得出了裂纹萌生中值寿命及其在95%置信水平下的单侧置信下限。     

减速器齿轮轴径向尺寸设计需要注意的问题

本文通过对减速器高速齿轮轴上零件的固定、定位、安装以及加工工艺要求,对齿轮轴的形状及结构进行分析,提出了径向尺寸设计时应该注意的几个问题。     

传动轴断裂分析

采用宏观及显微组织分析、扫描电镜分析和力学性能试验等方法对传动轴的断裂进行了失效分析。结果表明,该轴断裂属疲劳失效,轴端部键槽处在制造过程中存在淬火裂纹是导致疲劳断裂的主要原因。     

考虑焊趾形貌的T形焊接接头三点弯疲劳试验

针对弯曲载荷作用下焊趾疲劳裂纹的萌生与扩展问题，考虑焊趾形貌的影响，开展了T形焊接接头的三点弯疲劳试验。试验前，观察和测量试件双侧焊趾的形貌，得到系列形貌不规则的特征点，通过在部分特征点设置FBG应变传感器测量焊趾局部的应变时间变化。施加了2级载荷谱块的循环载荷，在疲劳断口获得了清晰的海滩条带，结合断口形貌和焊趾形貌对焊趾裂纹的萌生和扩展行为进行了分析。结果表明，受弯焊接接头更易在焊趾形貌更恶劣的一侧萌生裂纹，且复杂的焊趾形貌容易导致多裂纹的产生，多裂纹的萌生位置与焊趾形貌特征点有较强的对应关系。     

TA15钛合金钨极氩弧焊焊接接头损伤容限性能研究

为了分析研究焊缝、热影响区、母材的损伤容限性能差异,对TA15钨极氩弧焊焊缝、热影响区和焊接母材分别进行了断裂韧度试验和疲劳裂纹扩展速率试验,试验结果表明:焊缝、热影响区、焊接母材的断裂韧度值差别不大;三个应力比下(R=0.5,0.06,-1)氩弧焊热影响区裂纹扩展速率均较母材及焊缝的稍高,这种现象在正应力比下的低速扩展区更明显些;焊缝裂纹扩展速率一般稍低于母材。     

SH3603汽车驱动桥齿轮联接螺栓断裂原因及消除方法

对SH3603（35D）型矿用汽车驱动桥主减速器一、二级从动齿轮的联接螺栓断裂事故进行了疲劳断裂理论分析,找出了根本原因,并提出具体的消除方法。     

十字板焊接空心球节点数值模拟和常幅疲劳试验（英文）

为了揭示十字板焊接空心球节点(简称板球节点)常幅疲劳破坏机理并建立其相应计算公式,对板球节点进行疲劳试验.基于自行设计的加载装置,进行了19个节点试件的常幅疲劳试验;采用有限元对节点进行静力分析,并利用扫描电子显微镜对节点疲劳破坏断口进行金相分析.数值模拟和试验结果表明:板球节点中热点位于连接焊缝焊址球面处,且该点应力集中程度严重;节点疲劳裂纹萌生于焊缝焊址处且以板宽为直径沿球面环向扩展直至疲劳断裂.节点初始焊接缺陷及构造细节是构成疲劳失效的主要因素.基于常幅疲劳试验结果线性拟合得到了该节点的S-N曲线,并以热点应力幅为变量建立了其常幅疲劳计算公式.     

特征构件疲劳裂纹扩展试验研究

由于高强度钢在疲劳断裂过程中很难产生辉纹,给裂纹扩展的研究带来一定的困难。本文在对接焊平板的疲劳断裂试验中,采用降载勾线法制造出"海滩状花纹",借此对裂纹扩展过程中裂纹前缘形状和裂纹扩展速率进行分析,并与Newman-Raju公式的计算结果进行比较。     

反复张力下V形切口圆条的表面裂纹的疲劳扩展

研究目的：在相同的反复张力下,研究V形切口圆条表面裂纹的疲劳扩展规律。研究方法：1.构建V形切口圆条模型（图1）,基于线性二次元将模型表面离散成一个个网格点（图2）;2.以AZ-6A-T5镁合金为例,利用J积分计算应力强度因数,利用NASGRO裂纹增长率模拟裂纹的疲劳扩展;3.通过研究不同的裂纹纵横比和对应的应力强度因数之间的相关性来研究裂纹的扩展。重要结论：1.在裂纹扩展时裂纹纵横比的初始值对断裂形状的发展有重要影响;2.裂纹纵横比对疲劳负荷寿命的作用比缺口半径更加明显;3.当裂纹前缘演变成一条直线形时可观察到不稳定的裂纹扩展;4.裂纹深度一定时,断裂纵横比越小,疲劳负荷寿命越短;5.当裂纹纵横比为0.6-0.7时,出现了不稳定的裂纹扩展。     

高压水射流冲击下煤体初始失效形式分析

高压水射流冲击下煤体初始失效机理研究有助于评价煤体损伤特征。以九龙矿2^#煤层为研究对象,采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)方法建立了水射流冲蚀煤体数值模型,结合von Mises理论分析了煤体在高压水射流冲击下内部应力分布及裂纹扩展特征,并基于Python编程图像处理技术量化表征了煤体内裂纹形成规律。研究结果表明：在射流冲击下煤体损伤演化过程分为3个典型区,即破碎区、初始裂纹形成区和裂纹扩展区。当射流接触煤体表面时,在水锤效应影响下煤体主要受剪应力作用形成破碎区;在初始裂纹形成区,煤体受到压剪应力及微小拉应力共同作用,初始裂纹萌生;随着水锤效应的消失,射流冲击引发的应力波导致煤体内部主要承受拉应力作用,形成裂纹扩展区。因此,在实际工程中可以通过实时监测射流冲击下煤体内部应力特征来判断其损伤程度。     

超声波冲击处理对Ti80合金焊接接头疲劳性能的改善效果

采用超声波法对手工氩弧焊接的Ti80板材两种焊接接头(十字形角接和对接接头)进行了冲击处理。对超声波处理前后两种焊接接头的疲劳试验数据进行了处理、对比和分析,结果表明,超声波冲击处理能够明显改善Ti80合金板材焊接接头的疲劳性能:在一定的应力范围内,超声冲击波处理试件与原始焊态试件相比,十字形角接接头的疲劳强度(2×106)提高126%,疲劳寿命延长3.7~19.4倍;对接接头的疲劳强度(2×106)提高29%,疲劳寿命延长2.6~33.2倍;超声波处理还能够改善疲劳数据的分布规律,降低疲劳数据的分散性。     

十字焊接接头疲劳试验与宏观断口分析

疲劳断口的宏观分析是焊接结构疲劳试验和失效分析的有效手段,但一直未获得应得的重视,原因在于较难出现肉眼可识别的海滩条带。基于勾线法原理,研究了标记载荷对生成海滩条带的影响,制定了3种标记载荷谱,开展了十字焊接接头的拉伸疲劳试验。试验结果表明,标记载荷的幅值、平均值和循环次数是影响海滩条带生成效果的重要因素,保留载荷最大值的半幅标记载荷谱容易获得较明显的疲劳海滩条带。宏观断口分析发现了3种基本的裂纹演变形态,揭示了初始裂纹萌生位置及其数量是影响裂纹演变形态的主要因素。     

两点拉剪点焊试样疲劳过程中的固有频率

对单点与两点拉剪点焊试样分别进行了疲劳试验,观测了疲劳裂纹的形状和萌生位置,通过动态响应实验测量了疲劳破坏过程中固有频率的变化。对比两种试样的载荷幅寿命关系,认为两点试样的承载能力约为单点试样的两倍。有限分析了两种试样失效时的固有频率比,基于所测量的固有频率,确定了单点与两点试样疲劳失效时的频率比,对比了疲劳过程中的损伤。     

单点与双点拉剪点焊试样的疲劳特性比较

对单点与两点焊拉剪点焊疲劳试样分别进行了疲劳试验,观测了疲劳裂纹的形状和萌生位置,分析了两种试样的疲劳性能。通过有限元模型分析了同等载荷作用下两种试样的变形,对比两种试样的载荷幅寿命关系,认为两点试样的承载能力约为单点试样的两倍。基于此,使用单点试样的载荷幅寿命曲线,预测了两点试样的疲劳寿命,寿命预测结果与实验寿命结果一致。     

船舶钛合金构件拉伸疲劳断口分析

对TC4钛合金试样拉伸疲劳断裂宏观试验结果、相应的断口和卸载表面观察分析研究,发现在试样断口上有明显的河流花纹走向、韧窝和韧性条带特征.其断裂机理是疲劳拉伸载荷作用下,在应力值比较高时一些沿层裂纹开始出现并扩展,同时微孔长大形成韧窝,并最后导致了材料断裂.     

船体结构钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为研究

针对船体结构钢16 Mn处于海水腐蚀与交变载荷的交互作用,并且在阴极保护作用下工作的实际工况,研究了阴极保护对16 Mn船体结构钢在海水和3.5%NaCl水溶液中的腐蚀疲劳裂纹萌生和裂纹扩展的行为。结果表明裂纹扩展速率不仅受阴极电位的影响而且受环境介质的影响。     

ZL109铸造铝合金高温疲劳分析

对ZL109材料在AMSLER100HFP500高频疲劳试验机上进行高温高频疲劳试验。利用升降法和配对法得出中值疲劳强度(疲劳极限)σ50=144.75 MPa。用扫描电子显微镜(SEM)对断口形貌进行分析,研究裂纹源的形成原因。通过研究ZL109合金的高温疲劳性能和断口形貌,澄清了裂纹源形成的原因。结果表明铸造缺陷是裂纹源形成的主要原因,高温疲劳断裂是蠕变-疲劳交互作用的过程,合理的成分和工艺有利于提高材料的高温性能和疲劳寿命。本工作为新活塞材料的开发提供了依据。