作者:吴圣川; 李存海; 张文; 康国政 期刊:《固体力学学报》 2019年第06期
裂纹的萌生、扩展和断裂行为及其与材料本身和外部因素的关联一直是工程与科学领域的重要研究课题.论文总结了影响金属材料疲劳裂纹扩展的多种因素,综述了高周疲劳裂纹扩展的唯象模型和理论模型,以及低周和超高周疲劳裂纹扩展模型的最新进展(包括基于能量的和考虑概率的).综合前述模型优缺点,提出了一种基于单轴拉伸性能的新型疲劳裂纹扩展模型(iLAPS).分析表明,新模型iLAPS与多种常用材料的疲劳裂纹扩展试验数据吻合较好,并且能够...
作者:李洋; 邱丰; 佟文伟 期刊:《失效分析与预防》 2019年第06期
针对发动机风扇静子叶片出现裂纹故障进行失效分析。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质分析及断口区域成分分析,并对叶片上缘板排气边转接区域的应力分布进行计算,确定了叶片裂纹性质和产生原因。结果表明:故障风扇静子叶片上缘板转接区域裂纹为高周疲劳性质,导致叶片过早出现疲劳裂纹的主要原因是机匣与上缘板焊接的热影响区进入叶片上缘板排气边转接处的应力集中区;同时叶片工作时受到的...
作者:刘汉青; 黄志勇; 王清远 期刊:《工程科学与技术》 2017年第06期
双相钢Q345多用于建筑或机械结构的承力构件,循环载荷的长期作用使得构件在低于其静强度的载荷条件下发生疲劳断裂,经济可靠的强度设计需要对材料的疲劳失效进行研究。作者利用电磁谐振高频疲劳试验机,在载荷频率140Hz、应力比为-1条件下,得到不同失效概率时材料高周疲劳(10^4。周次〈疲劳寿命〈10饲次)应力二寿命(S-N)曲线。利用扫描电子显微镜观察材料受到循环载荷作用后的显微结构的变化和疲劳失效后试样的断面微观形貌...
作者:李剑敏; 沈毅; 雷金锋 期刊:《机械设计与制造》 2004年第05期
针对JAT610织机综框边杆的疲劳断裂,用ANSYS有限元软件进行分析,结合应力实测的结果,得出了边杆应力集中产生疲劳的结论,对边杆的疲劳寿命进行了分析计算,结果与实际符合良好.
作者:李红宇; 薛晶晶; 刘倚天; 邢建; 韩吉庆 期刊:《材料热处理学报》 2019年第03期
采用轴向力控制方法测试了核电堆芯用GH4169合金棒材在315℃下的高周疲劳性能。采用两种数据据统计分析方法得出GH4169棒材315℃下高周疲劳强度平均值相近,为662 MPa,由此得出了不同存活率下合金的条件疲劳极限。试验测定315℃下棒材的S-N曲线符合lgN=9.457-0.003S方程。660 MPa和900 MPa应力幅下疲劳断口形貌SEM观察表明:660 MPa下,棒材疲劳裂纹萌生于试样表面的缺陷,900 MPa下裂纹萌生于棒材近表面夹杂处。沿着裂纹扩展方向,裂纹...
高周疲劳亦称高循环疲劳,它是由各种气动机械源诱导的振动应力引起的,其频率在每秒几千个循环以上.HCF在飞机燃气涡轮发动机上是一个普遍的现象,在历史上它已经导致发动机重要部件(风扇、压气机和涡轮)的过早故障,在某些情况下会导致发动机和飞机的损失.
针对某型离心通风器断裂故障,进行结构分析、断口金相检查,并对离心通风器的强度、固有频率、共振转速进行计算和动应力试验。结果表明:该离心通风器断裂故障属高周疲劳破坏;离心通风器与齿轮轴定位结构不合理,使离心通风器齿轮轴在工作转速范围内发生共振,是造成离心通风器断裂的主要原因。根据故障原因制定了排故措施,并进行了动态特性分析与试验验证,取得良好效果。
作者:刘中华; 贾铎; 刘鑫 期刊:《航空发动机》 2019年第03期
针对某航空发动机在试车过程中风扇机匣安装边上用于固定管路的多处卡箍发生的断裂故障,通过对卡箍故障件进行断口分析和设计复查等,确定了卡箍断裂发生的原因:在设计状态下,卡箍上、下瓣之间装配夹角较大,在螺栓拧紧过程中,造成卡箍结构故障位置产生较大的初始局部应力,在较大的振动环境下导致综合应力增大,由于故障位置结构强度储备不足,从而发生高周疲劳断裂。通过对卡箍结构采取加装 2 mm 厚钢垫、降低静应力等改进措施优化设...
作者:吴琼; 邓瑛; 邓武警 期刊:《航空制造技术》 2018年第10期
提出了一种钛合金空心结构高周振动疲劳试验方法,通过数值分析与试验测试相结合的方法确定考核部位。通过共振驻留方法实现疲劳试验过程的闭环控制,利用空心平板试验件开展验证试验。试验结果表明提出的试验方法能够精确确定考核部位,在设定的试验条件下,试验件振动应力与振幅之间满足线性关系,所采用的控制方式能够实现疲劳试验连续进行。研究成果能够提高钛合金空心结构高周疲劳测试精度、缩短试验周期,对提高航空、航天飞行器安...
针对秦山核电厂某机组主系统二环路流量测量管支管管座与一次根阀管道焊接接头熔合区出现的局部贯穿性裂纹进行失效分析。通过对裂纹端面的宏观、扫描电子显微镜(SEM)观察,对端面不同区域进行元素成分分析,并对截面进行金相组织分析、晶粒度分析、接头有限元分析。结果表明,在接管焊缝根部位置产生了疲劳裂纹,裂纹由内表面向外表面扩展,并在内部流体作用下演化为腐蚀疲劳裂纹。
作者:龚伟国; 王艳军; 陈明 期刊:《上海汽车》 2019年第05期
缸盖作为发动机的关键组成部件,使用工况较复杂,容易发生热机械疲劳(TMF)失效,其疲劳强度特性的优劣直接影响发动机的寿命。文章针对发动机开发过程中缸盖开裂的工程问题,建立了缸盖高周疲劳(HCF)和低周疲劳(LCF)计算模型,综合分析缸盖开裂的原因。根据发动机热冲击试验规范计算了缸盖的瞬态温度场,以反映实际试验中金属温度场情况;进行了缸盖TMF材料属性测试,得到了等温低周疲劳数据;同时在TMF计算模型中考虑了蠕变、氧化、硬化和...
作者:柯俊峰; 王艳军; 陈明 期刊:《内燃机与配件》 2019年第11期
在某款车用汽油发动机开发过程中,CAE早期介入设计,建立完整的发动机整机分析模型,在考虑机体缸套装配过程中产生的残余应力的前提下,计算发动机工作过程中的应力分布,并最终利用疲劳分析软件计算安全系数,综合评估机体的耐久性能。通过计算找到机体设计薄弱区域,然后有针对性的进行优化设计,使最终设计达标,为实际项目节约了开发时间和试验经费。
作者:王鹏; 蔡晖; 王志强; 贾若飞 期刊:《热力发电》 2019年第02期
本文采用有限元分析法建立了汽轮机转子T型叶根-轮缘系统的整体模型,计算出汽轮机转子T型叶根及叶根槽的静应力及共振状态下动应力,并基于Goodman曲线方法对汽轮机转子叶根及叶根槽进行高周疲劳安全系数分析。分析计算结果表明,叶根上倒角及外包小角、叶根槽端壁上倒角处以及两侧外包倒角处是较易发生疲劳裂纹的部位,与实际中已发生疲劳失效的叶根槽位置相符。该结果可为T型叶根及叶根槽高周疲劳安全性能设计及检查监测提供参考。
作者:许春光; 王根全; 景国玺; 卫军朝; 李鹏; 文洋 期刊:《车用发动机》 2017年第05期
针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则...
作者:何建英; 崔云龙; 张仁航; 马琳; 王月 期刊:《热加工工艺》 2018年第21期
采用药芯焊丝对301L不锈钢进行熔化极活性气体保护焊(MAG焊),研究了接头的高周疲劳性能,重点分析了给定疲劳寿命下接头的疲劳强度和断口形态。研究结果表明:在应力小于300MPa下,疲劳试样均达到极限寿命;采用升降法计算得接头的疲劳强度为312.86MPa。因药芯中氧化物的存在且焊接过程中其不能熔化,裂纹源易在其上萌生。301L不锈钢扩展区有疲劳辉纹,不同扩展阶段疲劳辉纹的大小、间距不同,显示不同的裂纹扩展速率。疲劳寿命次数较少时...
作者:张唯敏 期刊:《热处理技术与装备》 2004年第04期
0前言 高周疲劳是始于19世纪中期铁道车轴疲劳破坏的、早就在研究的问题,作为钢铁材料的疲劳极限超过107次的超长寿命区域的疲劳问题近年来备受关注[1~9].其背景问题有:1)是高龄化设备时代的到来.
作者:史振学; 赵金乾; 刘世忠 期刊:《有色金属科学与工程》 2018年第06期
在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒,标准热处理后加工成旋转弯曲高周疲劳试样,试样中间位置用电火花加工成不同尺寸的孔洞以模拟叶片的表面缺陷,在980℃、应力分别为400MPa和500MPa条件下,研究表面孔洞对合金高周疲劳性能的影响,用扫描电镜分析了疲劳试样的断口形貌.结果表明,与标准试样相比,带有孔洞合金的高周疲劳寿命都有不同程度的降低,随着表面孔洞尺寸增大,合金的疲劳寿命逐渐减小.在合金试样的高周疲...
作者:张敏; 慕二龙; 许桓瑞; 程康康; 罗海龙 期刊:《兵器材料科学与工程》 2018年第05期
为揭示显微组织对低碳马氏体高强韧不锈钢疲劳损伤的影响规律,选取两种不同的工艺对0Cr13Ni5Mo钢(退火态)进行热处理:工艺1,淬火(1 050℃保温1 h,油冷)+回火(650℃保温2 h,空冷);工艺2,淬火(1 050℃保温1 h,油冷)+回火(700℃保温2 h,空冷)。用光学显微镜(OM)和电子显微镜(SEM)对不同热处理工艺下试板的显微组织、疲劳断口进行分析,通过拉伸、冲击和高周疲劳试验测试试板的力学性能。结果表明:两种热处理工艺下试...
作者:屈维; 王维民; 刘宾宾; 节凤丽 期刊:《风机技术》 2017年第06期
动叶角度调节是提高风机效率的有效手段,但其对叶片的动应力有重要的影响,若调节不当,将会危及风机的安全运行。本文研究了某大型矿井用动叶可调轴流风机叶片在不同动叶角度下,叶片所受气流激振力特性,以及在气流激振作用下叶片的动应力。结果表明随着动叶角度增加,叶片所受气流激振力不断增大,叶片所受动应力以及振动响应值不断增加,在叶片排气侧70%叶高处出现明显的高应力区域。大角度下叶片动应力为小角度下的47倍,叶片振动幅值...
作者:陈玮; 陈哲源; 由洋; 李金山 期刊:《稀有金属材料与工程》 2017年第S1期
采用电子束选区熔化成型技术制备了Ti-6Al-4V合金试样,研究了成型态与热等静压态合金试样的显微组织、拉伸及高周疲劳性能。结果表明,成型态的组织为沿沉积方向生长的柱状晶;柱状晶内部以魏氏组织为主,也有α/β片层组织存在。成型态材料的抗拉强度并未受到少量气孔及未熔合缺陷的影响,其强度和延伸率达到了ASTM标准。热等静压消除了材料内部缺陷,但显微组织发生粗化,材料抗拉强度下降约5%,但延伸率提高了约35%。热等静压后Ti-6Al-4V...