某石化公司加氢装置三级往复式压缩机的一级气缸缸盖螺栓多次发生断裂。本文对螺栓的金相分析、硬度测试、螺栓断裂的宏观及低倍分析、螺栓的力学分析等多项结果进行分析,以判断螺栓断裂的原因。分析结果表明,螺栓的断裂属于低应力高周疲劳断裂,为此提出了相应的对策,以确保压缩机安全稳定长周期运行。

某车间齿轮油泵传动轴在距轴肩约8mm处发生断裂,经分析断裂类型属疲劳脆性断裂,由于装配等原因使表面局部产生划痕等擦伤,划痕处存在一定的应力集中,在长期周期性转矩作用下形成初始裂纹,并不断发生扩展,当裂纹扩展到一定尺寸,传动轴的剩余部分不足以承受载荷的作用,最终发生断裂。

基于材料构型力断裂准则,提出了一种描述复合型疲劳裂纹扩展规律的新模型,该模型不仅能够预测复合型裂纹的扩展路径,而且可以计算裂纹扩展寿命。以该模型为基础,对疲劳问题中的复合型裂纹扩展失效问题进行了研究。首先,根据材料构型力理论,建立了复合型疲劳裂纹扩展模型,开发了构型力的有限元计算程序,实现了疲劳裂纹扩展的数值计算;其次,采用构型力驱动准则,对Ⅰ型和I-II复合型疲劳裂纹进行了数值分析,计算了裂纹扩展路径以及扩展寿命,数值分析结果与试验结果基本一致,从而验证了该方法的有效性。最后,针对工程实际中可能出现的复杂疲劳裂纹扩展问题,具体研究了边界裂纹与圆孔缺陷干涉作用下的金属板疲劳问题,结果表明斜裂纹角度以及孔洞与裂纹的相对位置均会影响扩展路径以及疲劳寿命;对于不含圆孔的斜裂纹问题,裂纹角度越大,...

对杆端自润滑关节轴承的杆端体进行疲劳性能检测,循环加载至132.9×104次时发现轴承端面存在微裂纹。采用化学成分分析、宏观检验、微观分析、能谱分析和金相检验等方法对轴承端面开裂原因进行分析。结果表明轴承端面裂纹的萌生主要是由于端面与工装平面存在黏着磨损,使得轴承端面发生金属塑性流变。当轴承端面受到较大的切应力时,表层金属发生塑性变形以致开裂,有些微裂纹向内部扩展,有些微裂纹则导致塑性变形层剥落,最终在轴承端面形成凹坑。

从宏观、微观断口、显微组织及显微硬度等几个方面对中厚板轧机万向联轴器断裂的十字轴进行研究,并分析在轧制过程中相关参数,结果表明主要是万向联轴器规格小、十字轴轴头第二个台阶根部过渡圆角小及机加工粗糙导致了十字轴疲劳断裂。提出了改进万向联轴器结构、加大其规格以及改善轧制工艺等项措施。

运用力学原理,并结合理化检验对某企业高压除焦水泵主轴断裂事故进行了失效分析。通过对泵轴的化学成分、硬度、金相组织以及蚀坑内的腐蚀产物等的检验,确定了泵轴材料是退火组织,力学性能较差,耐腐蚀性能不佳,易引起腐蚀疲劳。另外,对该轴进行力学分析,计算总安全系数。结果表明：总安全系数偏低。主要原因是断面凹槽的过度圆角半径偏小,应力集中系数过高,导致疲劳安全系数偏低,容易发生疲劳断裂。据此,文中提出了相应的改进措施。

针对某型飞机液压四通管路结构中肘形导管根部多次出现裂纹故障进行研究。根据裂纹位置和断口形貌,确定是由于过大弯曲应力和与平管嘴磨损综合作用下的快速疲劳断裂失效。通过模态分析,发现肘形导管的弯曲模态正好与发动机开车频段重叠,出现了以横向弯曲为主的共振振型,产生了较大弯曲应力,导致管壁磨损,与故障现象吻合。对此提出了3种改进方案:调整浮动卡箍位置、降低初始安装应力以及减小肘形导管长度。经过仿真分析和综合对比,得到了改进方向。基于应变测量方法,对肘形导管进行了机上发动机开车测试,通过试验数据验证了改进方向的可行性与有效性。

针对一种端部锁紧液压缸在反复锁紧、解锁过程中，锥套易疲劳断裂，导致液压缸无法锁紧的原因进行了分析，建立了数字化模型，提出了锥套新的过渡曲线和材料的改进方案，并对新的过渡曲线尺寸参数做出了分析。理论分析与仿真结果表明，采用新的锥套结构和新材料后，能有效降低零件的应力集中现象，提高零件的疲劳强度，延长液压缸使用寿命。