某型液压挖掘机的销轴在作业过程中发生断裂。采用宏观观察、金相组织分析、硬度检测、化学成分分析、力学性能检验手段对销轴的断裂原因进行了综合分析。结果表明失效销轴属于典型脆性断裂,工作时间较短,属于早期失效;活塞杆和连杆对销轴挤压,在销轴表面形成应力集中以及表面淬火不合格是导致销轴脆断的主要原因;另外,调质处理不符合要求,销轴强度低也是销轴早期断裂的重要原因。该分析结果为失效销轴的改进提供了有力的依据。

操动机构产品碟形弹簧在使用过程中发生早期疲劳断裂,通过宏观检验、化学分析、金相检验、扫描电镜与能谱分析等方法对碟形弹簧断裂的原因进行了分析。结果表明在碟形弹簧凹面内环面和端面交界处存在较集中的疏松孔隙,且有的贯通至表面而形成预裂纹,其在最大交变切应力作用下造成应力集中,预裂纹优先发展成疲劳裂纹源并扩展导致碟形弹簧断裂。碟形弹簧表面存在的折迭、微裂纹和疤痕等缺陷也是极大的安全隐患。

航空发动机二元喷管的型面复杂,在发动机运行过程中受气动力、高温环境等影响,会在一些薄弱环节有一定的强度破坏风险。针对涡扇发动机大幅减重改进后的二元喷管,开展复杂环境载荷条件下的静强度分析,综合考虑高温、气动力、重力以及多方向综合过载。结果表明二元喷管的减重优化设计满足强度要求;发动机气动力影响将大幅提高二元喷管最大应力值;最大应力出现在二元喷管圆转椭圆的加强筋处。相关研究结果可为二元喷管结构设计提供有效参考。

核电站一回路主泵机械密封副在正常运行中突然失效。对失效密封环的宏观形貌、断口宏微观形貌、金相组织、化学成分、硬度、尺寸及运行历史等进行分析,查找其失效原因。结果表明:该密封环不存在明显制造缺陷;失效原因为初始安装时动环弹簧压缩量太大,间隙太小,动静环发生干摩擦产生初始热裂纹,后期运行中热裂纹在交变载荷作用下扩展至相互交叉,交叉处碎块脱落致使静环磨料磨损,最终导致密封间隙超过阈值而失效。

流体密封技术是燃气轮机设计的重要部分之一,被用于减少泄漏和提高燃气轮机的效率。在传统迷宫密封结构的基础上,设计一系列具有旋向槽的密封叶片,对级间射流进行分流和导向,以降低环流速度,从而获得一种动力学性能更优的旋向槽-迷宫密封结构。通过Fluent求解新结构与传统结构的流场,并对其动力学特性与泄露性能进行对比分析。结果表明:旋向槽的添加可以大幅降低工质的环流速度,在齿顶间隙与腔室内分别可获得约44.47%、71.56%的降幅;相比传统迷宫密封,旋向槽-迷宫密封可获得约4.2%的直接刚度提升与33.4%的交叉耦合刚度降低,但同时会带来3.2%的泄漏量提升;旋向槽周向宽度0.6°、深度6 mm、轴向偏转角60°并在周向均布16个时,能获得较好的动力学特性与尽可能低的泄露量。

针对频发的车门密封条脱胶问题,通过在不同工况下的浮辊剥离实验,研究密封条丙烯酸泡棉胶在漆面的粘接行为。经70℃加热5 min,丙烯酸泡棉胶带在2K清漆表面的粘接力由40 N/cm衰减至5 N/cm以下,表明在高温应力条件下,胶带在2K清漆表面存在较高的脱胶风险。在不同工艺参数下采用等离子处理对车身油漆进行粘接改性,并通过表面能测试和浮辊剥离实验,对处理后车身油漆的粘接改性效果进行研究。结果表明:等离子表面处理可以有效提高密封条在漆面的粘接稳定性。在功率500 W、喷枪距离8 mm、处理速度100 mm/s的工艺下,车身油漆达到最优粘接改性效果;在此工艺参数下对清漆进行表面处理的样品在所有工况下均为内聚破坏;等离子预处理后的漆面在一周内均能保持粘接有效性。

对金属软管进行内部表面检查时,发现金属软管的波纹管部分内壁存在断续黑色斑迹。通过对波纹管内壁进行宏观及微观观察、能谱分析、红外光谱分析,结合金属软管的生产工艺过程进行综合分析,确定波纹管内壁黑斑产生的原因。结果表明:波纹管内壁的黑斑为厂家进行液压强度试验的试验台电泵用润滑油混入液压试验介质并附着于波纹管内壁,在试验结束后,附着于内壁的润滑油经过后续烘干工序的高温环境,形成黑色多余物;建议将液压强度试验台电泵与水箱分开放置,同时在生产工艺流程中液压强度试验后增加双向吹除,并在最后一道高温烘干工序前增加除油处理。

液压系统的执行部件液压缸在长期使用过程中出现漏油故障,通过对密封圈进行密封原理分析、密封结构分析、O形橡胶密封圈有限元仿真分析、试验验证等方式,得出静密封结构渗漏油的原因,并根据密封失效原因提出解决措施。结果表明:液压系统O形圈静密封结构在低温下密封圈压缩率会减小,出现密封失效;通过增大O形橡胶密封圈截面直径可有效提高低温下压缩率,进而改进漏油故障,为同类型产品的渗漏故障提供参考作用。

针对飞机方向舵液压载荷机构进油导管裂纹故障,采用宏微观观察、化学成分分析、金相组织检验等方法,结合导管的制备工艺过程,对失效原因进行分析。结果表明:进油导管的裂纹性质为疲劳开裂,开裂原因是导管在冷轧/拔过程中先产生原始裂纹,再经热处理及酸洗后形成无断裂特征区,疲劳从无断裂特征区边缘线性起始。导管内外表面还存在沿晶开裂,为导管在酸洗过程中酸洗过度产生。

某飞机在飞行过程中发现液压油指示下降检查发现有液压油从管中漏出液压导管开裂。通过断口宏微观观察、导管振动状况实测确定了液压导管的开裂性质和原因。结果表明：液压导管的开裂性质为振动疲劳开裂。发动机在特定的转速下激励增压泵站HC51A至传感器МИ-8的连接导管产生共振是液压导管开裂的主要原因;液压导管外壁存在较明显的加工痕迹是其疲劳开裂的促进因素。通过在液压导管振幅较大处增加一个支撑点解决了液压导管的共振问题有效地预防了液压导管的疲劳开裂失效。