疲劳失效

摘要： 某支撑挚子在试用过程中发生了低周疲劳断裂,经过宏观断口、微观断口分析,以及成分分析、金相检测等发现,导致低周疲劳断裂的主要原因是零件金相组织偏析,造成机械强度不足。此外,零件设计不当,如断裂处采用直角设计,容易出现应力集中,属于重要原因。最后,提出了应对措施和注意事项。

摘要： 为了保障飞机的使用安全,与结构疲劳失效相关的适航规章已经经历了70多年的演变过程。本文以历史时序为线索,回顾了相关的适航规章在不断吸取疲劳破坏事故经验教训的过程中逐步完善的演变历史,包括:进行以安全寿命理念的疲劳设计分析;通过全机结构疲劳试验来确定飞机的使用寿命;确立破损安全的设计理念并进行静强度试验验证;为兼顾减重和保障在役飞行安全而提出的损伤容限设计与试验验证;在设计寿命内,通过试验验证来保证不会发生广布疲劳损伤破坏;(6)确定有效限制寿命(LOV),以确保飞行安全。由此明确了飞机发生疲劳损伤的影响因素,不仅涉及材料的性能表征、制造和安装工艺,也与飞机的使用状态密切相关,明确指出满足适航规章要求的核心手段是采用积木式试验方法构建试验金字塔来完成飞机结构设计的适航认证。

摘要： "纯疲劳"引发的连续油管失效增多,Tomas Padron等认为是传统的连续油管疲劳计算模型未考虑高应变对焊缝疲劳寿命的影响,并提出了一种根据连续油管弯曲时的应变量来对焊缝疲劳寿命修正系数进行取值的方法。应用此方法筛选出一起国产连续油管焊缝疲劳失效案例进行验算,进一步探讨此方法在国内的适用性,以期为国产连续油管在深层页岩气应用中的管柱安全提供参考依据。

摘要： 大功率半导体器件是直流输电、牵引传动与工业变流等系统的核心部件,如何有效地评估器件工作状态并准确预测其剩余使用寿命,是提升系统工作可靠性的关键难题。该文通过对比不同的加速老化试验方法和寿命预测模型,采用现场工况与仿真相结合的方法,设计了一套热循环负载加速老化试验方案。根据试验结果,该文选取科菲-曼森模型对数据进行分析处理,得到优化的寿命预测定量模型。最后,结合应用现场实际疲劳失效数据,对寿命预测模型进行了校验和改进,使该模型更贴近高功率系统的应用工况,提高了寿命预测模型的准确性和可靠性。

摘要： 传统方法分析汽车转向节的疲劳失效问题时,未考虑低载荷效应,导致其分析效果不理想。为此,提出基于云计算的汽车转向节疲劳失效分析方法。该方法通过构建云计算虚拟平台采集汽车的相关数据,并建立汽车转向节有限元分析模型。基于该模型获取汽车转向节的等效应力谱以及应力谱密度,然后利用低载荷效应分析转向节载荷幅值、疲劳失效寿命。实验结果表明,应用该方法进行转向节疲劳失效分析后,所得分析结果更可靠,可将其作为转向节生产过程的有效参考数据。

摘要： 红外热像仪机械环境可靠性是其结构设计最为重要的指标之一。为保证红外热像仪能够经受服役的振动环境,本文以某型红外热像仪故障闭环为契机开展失效机理及结构改进设计研究。基于动态试验结果对红外热像仪有限元模型进行修正。采用有限元数值方法和随机振动疲劳失效理论相结合对故障的产生机理进行了推测。根据分析结果重新对结构改进优化并通过疲劳失效理论和随机振动试验进行了验证。结果表明故障定位准确、提出的优化改进措施有效。本文的分析思路对单机传感器设计或故障定位、结构改进设计等具有一定参考意义。

摘要： 近年来,激光焊接技术在新能源汽车领域得到了广泛应用。介绍了一种激光焊接工艺,对常见的激光焊接拨叉的焊接失效问题进行了试验研究和仿真分析,重点分析了激光焊接拨叉疲劳失效的原因,给出了相应的解决方法,为以后类似产品的开发提供一定的借鉴。

摘要： 在采用气体钻井技术施工过程中,所使用的Φ139.7 mmDS55双台肩大水眼钻杆发生了外螺纹断裂事故。该钻杆是为深井、超深井降低钻井循环压耗进行水力优化开发的钻杆,钻杆接头外径为184 mm,内径为101.6 mm。在钻井液环境下具有良好的降压耗作用。对断裂外螺纹的断口形貌进行了宏观和微观分析,对该外螺纹接头材料的力学性能和金相组织进行了试验分析。结果表明,钻杆外螺纹接头材料符合API SPEC 5DP标准要求。对钻杆接头结构及承载力分析,水力优化的大水眼钻杆螺纹的抗拉和抗扭强度低于5 1/2 FH规格的API接头。由于该外螺纹接头在气体钻井中承受了较大的交变载荷,因而发生了疲劳断裂。

摘要： 为了分析裂纹对轴承疲劳寿命的影响,提高对轴承疲劳寿命预测的准确性,以行星轮系太阳轮轴传动端深沟球轴承为研究对象,针对4种不同挡位工况进行了裂纹分析,研究探讨了轴承裂纹对轴承疲劳寿命的影响。首先,对不考虑裂纹的轴承疲劳寿命进行了仿真分析,考虑了预裂纹对轴承疲劳寿命的影响,对疲劳寿命结果进行了对比;然后,分析了轴承在已产生裂纹状态下的剩余疲劳寿命;最后,采用轴承疲劳寿命试验机,对轴承裂纹分析进行了疲劳寿命试验验证,并将轴承疲劳寿命试验结果和仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:预裂纹的引入会导致轴承变形量大幅度增加,寿命下降率最高可达48%;如果在微裂纹已经产生时继续使用轴承,HM1挡位剩余疲劳寿命占比最小,为0.059%;预裂纹的引入使轴承疲劳寿命的仿真预测与实际寿命最小误差仅为5.9%;裂纹会对轴承的疲劳寿命产生较大影响,预裂纹的引入可使疲劳寿命的仿真预测更接近实际,提高轴承疲劳寿命预测的准确性。

摘要： 目前我国规范中的沥青混合料疲劳失效判断依据是以弯曲劲度模量衰减至初始劲度模量的50%做为沥青混合料室内疲劳试验的终止条件,国内外尚对该结果的合理性存在不同的质疑。文中将沥青混合料疲劳失效过程划分为6个阶段,划分出小梁疲劳作用的受拉区及受压区,从而定义弯曲疲劳失效的6个阶段,修正得到全过程疲劳寿命曲线,同时对各阶段完成后小梁进行CT扫描。结果表明,可通过三维重构划分的方法可视化孔隙变化的状况,明晰沥青混合料疲劳失效的判断准则。

摘要： 电子产品在使用过程中,由于温度变化引起不同封装材料间的热膨胀系数失配,会使互连焊点内产生应力应变集中,导致焊点发生蠕变疲劳失效.无铅焊点疲劳失效首先会在应力集中的区域发生再结晶,变形主要集中在发生弱化的再结晶区域内,最终裂纹在再结晶区域内萌生和扩展.靠近安装孔的器件,其焊点内部所受应力应变更为集中,会加速疲劳失效现象的产生.

摘要： 通过实例,采用宏观分析、壁厚测定、拉伸试验、金相检验等方法对钢质无缝气瓶进行了疲劳失效分析.结果表明:该型号气瓶疲劳失效的原因为材料力学性能较差、生产工艺不合理和热处理工艺不严.

摘要： 曲轴作为发动机的重要组成原件,由于其较高的附加值,使其成为了再制造的重要应用对象之一.由于曲轴失效形式主要为弯曲疲劳疲劳失效是曲轴主要失效形式之一,并且对于再制造曲轴疲劳失效过程的监测还处于初级阶段,因此对于曲轴疲劳失效的研究尤为重要.本文主要是利用声发射技术和机器视觉相结合的方法对,有、无预制裂纹的曲轴材料42CrMo的四点弯曲疲劳失效过程进行监测,其中有、无预制分别模拟成品曲轴和曲轴毛坯.同时利用参数分析、波形分析与断口分析相结合的办法对材料的疲劳失效阶段进行识别并为声发射技术在曲轴再制造领域的应用打下基础.实验结果表明:42CrMo材料疲劳裂纹扩展方式为穿晶断裂,并且断裂的方式主要为脆性断裂,同时有、无预制裂纹材料的疲劳裂纹失效差异主要集中于疲劳裂纹萌生形式的不同,无预制裂纹的疲劳裂纹的萌生主要集中在材料表面并且是由于应力集中引起,有预制裂纹的裂纹萌生形式包含了三种.采用小波去噪和波形分析相结合的办法对材料各个疲劳失效阶段的声发射信号特征进行了提取,得出了声发射信号在不同阶段的波形特点和频域特征.

摘要： 轻型化是气瓶等设计制造发展的重要趋势,而复合材料应用于气瓶设计制造则是气瓶轻型化发展的重要方向.本文对某企业型式试验中疲劳失效的大容积钢内胆纤维缠绕气瓶进行失效分析,发现疲劳断口附近有大量微裂纹,判断内胆原材料内部微裂纹是引起疲劳失效的主要原因,为原材料缺陷.针对原因,提出了对检验标准严格化的建议.

摘要： 自从1992年研究人员首次发现硅微结构会发生疲劳以来,国内外进行了大量相关研究,但硅微结构的疲劳失效影响因素仍不明确,疲劳失效机理还存在较大争议.已有研究主要是根据实验现象对疲劳提出阐述,按照"由表及里"的研究思路进行的.本项目从原子级模拟出发,按照"由里及表"的新思路,以微观尺度的分子动力学模拟方法为核心,对硅微结构的疲劳失效机理展开研究.

摘要： 针对航空发动机工作中出现的进气机匣高循环疲劳失效问题进行分析解决.由故障位置断口分析结果确定其故障为典型的结构件高循环疲劳(HCF)失效,通过模态试验和坎贝尔图分析获得发动机工作转速范围内需重点关注的共振频率及振型,进行动应力测试确定故障位置振动响应与模态结果相符,再用古德曼图分析,发现测得应力值满足设计强度储备,判断该断口故障并非单一的高循环疲劳失效问题.检查机匣故障位置加工情况,确定断口故障系伴有应力集中的高循环疲劳失效问题,提出两种排故方法,进行动应力测试验证排故措施有效.

摘要： 吸附器筒体上加设垫板和保温支撑圈后易在连接部位发生疲劳失效.经计算,加设垫板和保温支撑圈后吸附器简体疲劳寿命不到其设计寿命的16.8％和3.07％,远未达到吸附器的设计要求.文中采用有限元分析方法对连接部位应力状态进行分析求解表明,吸附器筒体上加设垫板和保温支撑圈后连接部位存在较高的峰值应力,是吸附器简体产生疲劳裂纹的根源;对吸附器筒体外接结构件进行改设,避免其与简体直接焊接出现高峰值应力,防止疲劳裂纹的产生,可保障吸附器在其设计寿命周期内的安全运行.

摘要： 通过涂层划擦试验比较了PVD TiCrAlN和AlTiN两种刀具涂层与基体的结合强度,利用超声辅助振动的方式,用金刚石压头对两种涂层进行不同振幅下的高频冲击试验.采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪等对冲击后涂层的表面破坏形式和压痕形状进行检测,比较两种涂层的抗冲击能力,分析了涂层冲击失效机理.结果表明,TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好;涂层在受到冲击时产生侧向裂纹和径向裂纹等疲劳失效形式;涂层在冲击载荷下受到的最大拉应力靠近冲击中心接触区边界;TiCrAlN和AlTiN涂层硬度相近,TiCrAlN比AlTiN涂层抗冲击韧性好,原因可能是:TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好,涂层与基体界面的结合力影响了刀具涂层的抗冲击疲劳强度.

摘要： 本文针对某三缸汽油发动机附件系统设计过程中有限元方法的仿真分析进行了探讨.从引起附件支架失效的各种原因出发,通过分析有限元仿真计算结果中发现设计存在的问题并有针对性的提出优化方案,再通过仿真与试验对优化后的设计进行验证.最后确定了相关的优化设计最终方案,消除了附件系统在发动机工作载荷下的失效风险,并为后续附件系统及水泵蜗壳的优化设计提供重要指导方向与理论依据.

摘要： 本文针对某三缸汽油发动机附件系统设计过程中有限元方法的仿真分析进行了探讨.从引起附件支架失效的各种原因出发,通过分析有限元仿真计算结果中发现设计存在的问题并有针对性的提出优化方案,再通过仿真与试验对优化后的设计进行验证.最后确定了相关的优化设计最终方案,消除了附件系统在发动机工作载荷下的失效风险,并为后续附件系统及水泵蜗壳的优化设计提供重要指导方向与理论依据.

摘要： 本发明一种基于疲劳断口分析的钛合金保载疲劳失效判定方法，属于金属材料失效分析技术领域。本发明通过对疲劳失效断口的宏观判断和微观分析，结合钛合金在保载载荷下的失效断口特征评估，判断钛合金失效是否由保载疲劳效应引起，并通过量化断口特征区域评估保载疲劳效应的强弱。本发明能够在未知疲劳载荷历史的情况下通过疲劳失效断口的分析判断是否为钛合金材料和零部件的保载疲劳失效，具有方法简单、可实施性强的优点。

摘要： 本发明公开了一种考虑应力水平的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳寿命概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载强度和不同应力水平下的疲劳寿命，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳寿命概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳荷载循环次数来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳寿命，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑应力水平的水泥基材料疲劳失效模型和疲劳应变概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载失效应变和不同应力水平下的疲劳失效应变，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳应变概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳应变来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳应变，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑荷载频率的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳应变概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载失效应变和不同荷载频率下的疲劳失效应变，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳应变概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳应变来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳应变，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明一种基于疲劳断口分析的钛合金保载疲劳失效判定方法，属于金属材料失效分析技术领域。本发明通过对疲劳失效断口的宏观判断和微观分析，结合钛合金在保载载荷下的失效断口特征评估，判断钛合金失效是否由保载疲劳效应引起，并通过量化断口特征区域评估保载疲劳效应的强弱。本发明能够在未知疲劳载荷历史的情况下通过疲劳失效断口的分析判断是否为钛合金材料和零部件的保载疲劳失效，具有方法简单、可实施性强的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于单轴疲劳S‑N曲线的硬质金属材料多轴高周疲劳失效预测方法，以单轴拉压疲劳和纯扭转疲劳的S‑N曲线为边界条件，计算出材料在多轴疲劳加载过程中的等效应力幅值和等效应力幅比，并将其作为损伤参量，对单轴疲劳获得的疲劳S‑N曲线进行计算，最终建立了包含应力幅比和平均应力影响的硬质金属材料多轴高周疲劳失效寿命预测模型，同时也适用于不存在平均应力时的情况。现有多轴疲劳寿命预测模型均需进行相应加载方式下的多轴疲劳试验，试验成本较高。相比较，本发明形式简单，且仅需要进行单轴疲劳试验或者通过查手册得到单轴疲劳S‑N曲线即能准确地预测存在应力幅比和平均应力时硬质金属材料在多轴高周疲劳加载下的疲劳寿命。

摘要： 本发明公开了一种考虑荷载频率的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳寿命概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载强度和不同荷载频率下的疲劳寿命，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳寿命概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳荷载循环次数来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳寿命，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑应力水平的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳寿命概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载强度和不同应力水平下的疲劳寿命，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳寿命概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳荷载循环次数来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳寿命，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑荷载频率的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳应变概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载失效应变和不同荷载频率下的疲劳失效应变，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳应变概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳应变来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳应变，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑应力水平的水泥基材料疲劳失效模型和疲劳应变概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载失效应变和不同应力水平下的疲劳失效应变，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳应变概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳应变来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳应变，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。