飞机机轮轮毂螺栓断裂失效风险预防与分析研究

飞机机轮轮毂安装螺栓是重要的结构承力件,强度高,对裂纹敏感,一旦使用中出现裂纹将快速扩展直至断裂,对飞行安全构成较大威胁。在对近年来发生的十余起机轮螺栓断裂失效事件从失效模式、失效原因进行深入分析的基础上发现,无论疲劳、氢脆还是应力腐蚀,除与设计、选材、加工工艺有关外,还与应力水平的高低密切相关,以此结合机轮维修装配工艺过程,提出了一系列降低螺栓工作应力水平的措施并运用于机轮维修实践,显著降低了螺栓断裂的风险。     

3种疲劳裂纹扩展速率模型比较

Paris模型、Walker模型和Forman模型是常用的3种疲劳裂纹扩展速率模型,为比较3种模型在不同应力比下,拟合疲劳裂纹稳定扩展阶段速率的异同,采用标准紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,由试验数据拟合得到3种模型公式的参数,并进行对比分析。结果表明,3种模型拟合精度均随应力比增大逐渐降低;对于单一应力比下的疲劳裂纹扩展,3种模型均具有较好的精度,但对于不同应力比下的疲劳裂纹扩展,Walker模型的拟合结果随应力比增大略有失真;而Forman模型的拟合结果随应力比增大有较大失真。     

直升机桨叶根部材料全范围裂纹扩展速率测定与数据处理

直升机结构设计的损伤容限分析,需要使用材料疲劳裂纹扩展速率曲线性能。在总结传统疲劳裂纹扩展曲线的基础上,本文讨论了四参数全范围da/dt曲线公式。根据断裂性能测试标准,分别实验测试了直升机桨叶根部材料断裂韧性K1C,3个应力比下的裂纹扩展门槛值ΔKth和裂纹扩展速率da/dt;然后,利用多元线性回归法对试验数据进行了曲线拟合,分别得到了断裂等寿命曲线和四参数全范围da/dt曲线公式的参数估计式;最后,将此公式运用于不同应力比下的裂纹扩展速率试验数据,拟合得到该材料四参数全范围da/dt曲线公式。     

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。     

多轴载荷作用下表面裂纹的疲劳扩展

通过对圆柱体直前缘表面裂纹在循环拉伸与循环扭转载荷共同作用下的扩展规律进行实验研究,分析了不同载荷曲线相位差、以及拉扭应力幅度对表面裂纹扩展路径、疲劳寿命和裂纹扩展速率的影响。结果表明:不同的相位差对裂纹扩展行为有着非常重要的影响。初始阶段的裂纹扩展主要受到剪应力幅度的影响,后继扩展则依赖于轴向应力幅度。拉应力和剪应力的增加均会增加裂纹扩展速率,但轴向应力幅度变化的影响大于剪切应力幅度。     

超高压压缩机汽缸螺栓剩余疲劳寿命的评估

汽缸螺栓在压缩机的吸、排气的压差交变戴荷作用下，使用一段时间后可能会产生疲劳失效破坏。因此有必要对这些在役使用的汽缸螺栓疲劳寿命进行评估，以确保装置的安全生产。一般来说。汽缸螺栓使用一段时间后都会产生一些缺陷，因而。我们利用裂纹扩展速率与螺栓的临界裂纹尺寸对螺栓的剩余寿命进行计算。并得出了它的剩余使用寿命。     

贝氏体钢轨钢材料疲劳裂纹扩展速率的试验

应用MTS试验机进行了贝氏体钢轨钢裂纹扩展速率试验,利用Paris公式分析了贝氏体钢轨钢裂纹扩展速率试验数据,结果表明:可以利用Paris公式获得的疲劳裂纹扩展速率公式计算指定应力强度因子幅下裂纹扩展速率。     

钢制压力容器低周疲劳失效成因分析

钢制压力容器的疲劳是一种高应力、低循环疲劳,总是在局部应力集中区域内发生,该区域内的峰值应力甚至超过了材料的屈服极限,在其反复作用下产生疲劳源,随着交变应力的循环,裂纹不断扩展最终导致容器的疲劳断裂。     

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。     

评价高强油井管抗应力腐蚀开裂性能的MTS试验技术

系统介绍了MTS材料试验机在评价油井管抗应力腐蚀开裂性能领域中的应用。通过实测双悬臂梁试样(DCB)加载-卸载柔度闭环曲线可以建立卸载柔度系数与裂纹长度的对应关系,实现了在疲劳预裂时对DCB试样裂纹扩展的有效测控。此外,对硫化物应力腐蚀试验(SSC)后的DCB试样进行加载-楔劈移除-卸载控制与二次疲劳裂纹扩展,可获得楔劈加载的平衡载荷与SSC诱导裂纹扩展量,从而准确测定材料的K1SSC指标。     

直流电位法自动检测高温疲劳裂纹长度的研究及应用

利用Johnson的分析型关系式,研究了一种适用于自动检测高温疲劳裂纹长度的直流电位法,成功地应用于三种铝合金和两种钛合金的高温疲劳裂纹扩展试验。用直流电位法和光学视频法所检测的裂纹长度相当吻合,其检测精度在±3%之内。对研究材料的疲劳门槛值、宽板的裂纹扩展速率和小裂纹试验有其推广应用价值。     

抽油杆杆体表面裂纹应力强度因子的研究

根据断裂力学中的应力强度因子来研究抽油杆杆体部位表面裂纹的变化,从而对抽油杆杆体部位表面裂纹缺陷进行定量评定;给出了用疲劳裂纹扩展法求应力强度因子,其优点是可以在非常接近真实裂纹构件的情况下,用实验分析方法来研究应力强度因子问题。     

LZ50车轴钢疲劳裂纹扩展试验研究

完成了连铸和模铸LZ50车轴钢疲劳裂纹扩展试验,得到了两类LZ50车轴钢的疲劳裂纹扩展曲线。采用Paris公式和另一种全范围表达式研究了两种铸造工艺下LZ50车轴钢的疲劳裂纹扩展规律。研究结果表明:Paris公式仅能描述LZ50车轴钢疲劳裂纹稳定扩展阶段的规律;全范围表达式对LZ50车轴钢的全范围疲劳裂纹扩展规律描述较好,且得到的疲劳裂纹扩展门槛值与试验曲线得到的门槛值接近,相对误差小于3%;连铸LZ50车轴钢的疲劳裂纹扩展速率门槛值低于模铸LZ50车轴钢,其疲劳裂纹扩展性能不如模铸LZ50车轴钢。     

门座式起重机金属结构疲劳裂纹分析及修理方法

本篇分析了门座式起重机金属机构的疲劳微观裂纹的产生及扩展,并提出了裂纹相关的修理原则和方法,具有较高的参考价值。     

门座式起重机金属结构疲劳裂纹分析及修理方法

本篇分析了门座式起重机金属机构的疲劳微观裂纹的产生及扩展,并提出了裂纹相关的修理原则和方法,具有较高的参考价值。     

门座式起重机金属结构疲劳裂纹分析及修理方法

本篇分析了门座式起重机金属机构的疲劳微观裂纹的产生及扩展,并提出了裂纹相关的修理原则和方法,具有较高的参考价值。     

抽油杆杆体表面裂纹应力强度因子的研究

根据断裂力学中的应力强度因子来研究抽油杆杆体部位表面裂纹的变化，从而对抽油杆杆体部位表面裂纹缺陷进行定量评定；给出了用疲劳裂纹扩展法求应力强度因子，其优点是可以在非常接近真实裂纹构件的情况下，用实验分析方法来研究应力强度因子问题。     

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。     

双裂纹损伤下TBM刀盘结构疲劳寿命分析

基于Paris公式建立TBM刀盘的裂纹扩展模型,利用Workbench模拟裂纹的开裂过程,计算出其循环次数与应力强度因子。并改变双裂纹的初始长度、距离、角度,分析多部位损伤时筋板的裂纹扩展寿命。结果表明,裂纹的初始长度越长构件越容易失效,每增加2.5 mm寿命将减少35%,而双裂纹距离对寿命的影响较小,在10%以内。当裂纹方向和受力方向垂直时,构件容易失效,反之则对寿命的影响越小。该研究可为刀盘设计过程中疲劳寿命领域提供参考。     

调质42CrMo钢的棘轮-疲劳交互作用研究

对调质42CrMo钢进行室温下各种应力循环和对称应变循环的低周疲劳实验,揭示材料的循环软化特性,棘轮变形和低周疲劳特性以及棘轮-疲劳交互作用。结果表明,调质42CrMo钢体现出明显的循环软化;在应力幅值或平均应力较高时,试样的棘轮变形较大,其破坏形式为延性破坏,而在应力水平较低时,材料的破坏由疲劳裂纹扩展所致的脆性断裂引起;材料在应力循环下的低周疲劳寿命由于有棘轮变形的产生而受到平均应力、应力幅值、最大应力和应变比等多种因素的影响。