疲劳开裂

摘要： 碳纤维复合材料气瓶在循环充放气等复杂服役工况下易发生疲劳开裂、泄漏等损伤,需要及时监测和预警。通过声发射方法在线监测循环载荷作用后的复合材料气瓶升压-保压过程,分析声发射信号特征参量,探究气瓶损伤声发射检测定位与气瓶损伤位置关系,并对出现泄漏失效的气瓶进行渗透检测、目视检查和相控阵超声检测。试验及分析结果表明,声发射监测能够准确识别复合材料气瓶疲劳开裂、泄漏等损伤,撞击数、计数、能量、定位信息等声发射监测数据能够作为气瓶损伤发生时间和位置的判据,渗透检测、目视检查和相控阵超声检测方法进一步验证了声发射监测判据的准确性。

摘要： 为了研究激光冲击强化(LSP)后加力燃烧室火焰探测器焊缝位置异常开裂原因,采用X射线衍射方法和金相方法对激光冲击强化效果进行分析,并利用扫描电子显微镜对断口进行了观察。在Abaqus有限元分析软件中建立了与观察到的焊缝缺陷相似的有限元模型,对焊缝缺陷的LSP处理及冲击波传播过程进行了模拟分析。试验结果表明:具有较好材料完整性的区域经LSP处理后,表面会预置较大残余压应力,同时表面金属晶粒得到细化,疲劳裂纹会在焊缝缺陷位置萌生和扩展。有限元分析结果表明:存在分层缺陷的焊缝经LSP强化后,冲击波会在分层缺陷处产生反射,造成分层位置发生开裂,形成裂纹源造成疲劳开裂。根据试验和仿真分析结果,为提升火焰探测器焊缝激光冲击抗疲劳效果,建议优化焊接工艺,提高焊接质量。

摘要： 某轻卡在四立柱振动台架上进行整车道路耐久模拟试验,在试验过程中出现后悬架副板簧疲劳开裂的问题,通过CAE方法对板簧总成进行非线性仿真分析,针对板簧薄弱区域进行优化改进。然后基于板簧总成等幅疲劳损伤与变幅疲劳损伤当量关系,对板簧疲劳仿真模型采用等幅循环加载,计算优化后的板簧总成与原板簧总成相对疲劳寿命比值,确保优化后的板簧能够满足整车四立柱台架耐久目标要求。最后将优化后的板簧总成搭载在整车上进行四立柱台架验证,满足了耐久目标要求。

摘要： 提出了一种利用振动声学技术检测螺栓裂纹缺陷的方法,并通过敲击试验、模态仿真模拟以及理论推导论证此方法对螺栓裂纹损伤识别的可行性。试验证明采用振动声学的方法可以有效识别螺栓裂纹缺陷的位置和深度,且对于M30×200 mm的螺栓最小可识别缺陷深度为2 mm,位于螺栓1/2及1/4位置的缺陷最易被识别,结合工程现场螺栓常见疲劳断裂形式,此方法可有效识别螺栓的疲劳开裂问题,具有一定的工程应用意义。另外,提出了振动声学技术与机器学习技术融合研究方向,为螺栓损伤检测提供智能化研究思路。

摘要： 为分析核电厂高压加热器疏水管道频繁疲劳开裂的根本原因,采用应变、振动和温度多参数连续监测的方法,对管道表面应变、振动加速度和表面温度的周期波动特征进行了分析。计算了疏水管道关键位置的应力范围,并基于3D雨流统计法计算交变应力幅。应力范围、交变应力、振动加速度和温度等多参数的综合分析表明,疏水阀间歇启闭引起的下游焊缝处交变应力过大,是造成疲劳开裂的根部原因,疏水管道设计布置不佳导致应力范围过大、焊缝内壁形态不良等促进了管道焊缝的内壁启裂及扩展。提出了改进管线设计、疏水阀选型、改变焊接形式等消除疏水管道疲劳开裂的建议。

摘要： 为了探究某火电厂335MW亚临界锅炉分隔屏过热器管与托块焊接焊缝开裂的原因,采用宏观检查、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、能谱分析等方法和试验进行了分析。结果表明:(1)管子化学成分中C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、V元素含量均满足GB/T5310-2017要求;管子室温平均抗拉强度524MPa、屈服强度340MPa,断后伸长率31.0%,力学性能符合标准要求;(2)金相组织2级轻度老化,可排除长时过热或短时过热导致管子开裂情况;(3)熔合区偏析带能谱分析及元素线扫描结果显示偏析带出现了C元素含量显著升高的趋势。结合开裂部件在锅炉中的位置布置及受力情况,综合分析后得出了焊缝开裂的原因:开裂焊缝所在管排频繁晃动,在管子与托块的角焊缝部位产生了较高的应力集中;管子和奥氏体焊缝的熔合区发生了碳元素的迁移,引起熔合区性能劣化,导致在熔合区产生蠕变裂纹。根据分析结论,提出了采用镍基合金焊材、增加托块数量来分散受力、优化管子与托块的焊接结构等措施,以减小焊趾应力集中,减缓裂纹形成的相应建议。

摘要： 沥青混合料疲劳寿命是表征沥青路面性能的重要指标。为了揭示沥青混合料在弯拉应力作用下的疲劳开裂演化规律,基于室内四点弯曲疲劳试验,考虑5种应变水平,研究沥青混合料劲度模量随疲劳寿命比的衰减规律。定量分析不同应变水平下劲度模量衰减的三阶段特征,即疲劳寿命比少于10%的劲度模量迅速衰减阶段、劲度模量呈现线性下降趋势阶段以及疲劳寿命比大于90%的快速下降阶段。基于室内四点弯曲试验,采用离散元技术建立沥青混合料三维小梁弯曲模型。同时开展间接拉伸与蠕变试验获取了离散元模型材料参数,并实现宏观材料参数与细观参数转换。通过离散元计算获得劲度模量和相位角的衰变曲线,与室内试验结果进行对比,验证了本文模型的正确性。通过分析沥青混合料弯曲疲劳过程中力链的发展表明,在疲劳寿命比达到0.7~0.8,集料和沥青砂浆之间的最大接触力超过该点的黏结力,力链发生断裂,造成裂缝贯通,使得沥青混合料发生断裂。通过分析沥青混合料裂隙碎片的生成和发育,结果表明在疲劳寿命比0~0.2之间,裂隙碎片只有少量生成,在疲劳寿命比0.2~0.8之间,裂隙碎片个数呈线性快速增加,随后裂隙碎片增加的速度逐渐降低,裂隙碎片逐渐贯通形成宏观断裂裂缝。研究结果为全面了解沥青混合料的疲劳破坏机理提供理论依据。

摘要： 通过对某超超临界机组引风机断裂芯轴进行宏观形貌分析、材质分析、显微组织分析、力学性试验等,得出其失效原因为芯轴退刀槽处加工较粗糙,运行过程中在交变应力作用下产生疲劳开裂,进而导致芯轴断裂。

摘要： 为解决组合式柔性基层沥青路面结构设计方法与现行规范适应性差的问题,通过理论分析、模型计算和现场性能验证,分析了福建省典型组合式柔性基层沥青路面结构的疲劳寿命预估方法与永久变形验算方法。结果显示,研究提出了柔性基层沥青混合料疲劳预估模型,可对HFM、低标号沥青混合料AC-25等疲劳性能进行准确评价;进一步提出了采用沥青层永久变形量和级配碎石层永久变形之和的沥青路面车辙深度控制标准,开发了永久变形预估方法和模型,并基于95%置信度提出了福建地区的永久变形修正系数。研究构建的福建地区组合式柔性基层设计方法,可促进JTG D50-2017《公路沥青路面设计规范》新标准在福建省的应用、落实,推动福建省沥青路面设计技术的发展。

摘要： 以廊坊市光明桥为背景,针对超高性能混凝土(UHPC)组合桥面结构体系,选取四种铺装方案建立有限元模型进行疲劳性能分析,并对组合桥面结构开展模型试验研究。结果表明:采用超高性能混凝土组合桥面结构体系,能够较大程度降低正交异性钢桥面各构造细节的疲劳应力幅值,理论上实现无限疲劳寿命;组合桥面体系UHPC层具有较好的抗裂性能,设计荷载作用下,光明道立交桥组合桥面体系UHPC层顺桥向、横桥向均未出现裂纹;名义应力达到19.4 MPa时,出现0.05 mm宽裂纹。UHPC组合桥面具有超高的力学能力和耐久性,能够满足组合桥面结构体系的使用需求。

摘要： 某汽车发动机在整车高速试验和台架可靠性耐久试验中,有几台次相继出现了水泵叶轮疲劳开裂的问题,同时伴有叶轮和壳体汽蚀现象.经过对两种失效现象及其分布特征进行综合分析,确认为特定工况下水泵内压水水流的紊乱导致了叶片特定部位和局部壳体水流过大而产生的气蚀,同时衍生了不合理的叶轮弯曲疲劳载荷,引发了叶轮的疲劳开裂.

摘要： 针对某冶金工业厂房钢吊车梁上翼缘频繁出现疲劳开裂的情况,本文对荷载偏心及制动系统连接失效这两种普遍缺陷情况下吊车梁受力特征及上翼缘与腹板连接处的应力情况进行数值模拟分析,分析表明荷载偏心和连接失效会加剧吊车梁疲劳且对吊车梁安全不利,根据模拟结果,本文提出了处理建议和下一步需要进行的工作.

摘要： 通过对试验件进行外观检查、断口宏观及微观检查、高倍检查、化学成分光谱分析及硬度测试等工作,确定试验件的裂纹性质及产生原因.结果表明:试验件裂纹性质为双向多源疲劳开裂,裂纹源位于接管嘴根部R角处,为零件结构应力集中部位.试验件在进行循环收放试验过程中承受交变振动载荷,促使裂纹在此处萌生及扩展.

摘要： 本文对某型号燃气轮机出现裂纹的一级、二级涡轮叶片外观进行观察,各取1件叶片进行荧光无损检测,对一级、二级涡轮叶片各1件裂纹及断口进行宏微观观察和能谱分析,结合叶片金相组织检查结果,确定了一级、二级涡轮叶片的失效性质,并分析了其失效原因.结果表明:一级、二级涡轮叶片裂纹性质均为疲劳开裂,其失效原因是一级涡轮叶片(DD5单晶高温合金)长时间在较高温度作用下致使材料性能下降,在交变工作应力作用下发生疲劳开裂;二级涡轮叶片(K480铸造高温合金)受一级涡轮叶片开裂的影响,热障涂层遭到破坏,进而影响到基体,导致其发生了疲劳开裂.

摘要： 文章介绍了钢桥面常见病害，并就铺装破坏和疲劳开裂两种钢桥面病害进行分析，从超高性能混凝土组合桥面、超高性能混凝土组合梁等方面探讨了组合桥面解决方案。

摘要： 某型双辊挤浆机在使用过程中于挤浆辊处发生了多处开裂和断裂的现象,通过对不同断裂位置的断口形貌、显微组织和力学性能等的分析,并结合设备的运行环境、结构特点、受力情况等,对该挤浆辊开裂的原因进行了分析.结果表明:该挤浆辊的开裂为疲劳开裂,结构设计不合理所产生的应力集中是疲劳开裂的根本原因.

摘要： 某应急液压油箱于地面检查中发现油箱漏油,本报告对油箱进行了外观观察,对裂纹断口进行了宏微观观察,对油箱材料的组织和硬度进行了检测,确定了油箱的漏油原因.通过分析,应急液压油箱漏油是由在油箱后端盖与筒壁的焊缝出现由油箱内部向外部扩展的贯穿性裂纹引起,油箱开裂性质为疲劳开裂,油箱后端盖处焊缝存在未熔合缺陷导致焊缝有效承载面积过小,是导致油箱疲劳开裂的主要原因.

摘要： 炼油厂焦炭塔作为延迟焦化装置的重要设备,安全平稳运行决定了焦化装置的长周期生产.正常运行期间,作为疲劳容器焦炭塔温变较大,长时间使用,焦炭塔本体会发生高温蠕变.目前,国内焦炭塔材质均已升级为铬钼钢,蠕变现象已不多见,但是塔内焊缝位置出现大量裂纹,有些裂纹甚至发生穿透,造成高温油气大量泄漏,发生着火事故.本文就通过焦炭塔焊缝裂纹的处理,探讨裂纹产生的原因,并提出解决措施.

摘要： 炼油厂焦炭塔作为延迟焦化装置的重要设备,安全平稳运行决定了焦化装置的长周期生产.正常运行期间,作为疲劳容器焦炭塔温变较大,长时间使用,焦炭塔本体会发生高温蠕变.目前,国内焦炭塔材质均已升级为铬钼钢,蠕变现象已不多见,但是塔内焊缝位置出现大量裂纹,有些裂纹甚至发生穿透,造成高温油气大量泄漏,发生着火事故.本文就通过焦炭塔焊缝裂纹的处理,探讨裂纹产生的原因,并提出解决措施.

摘要： 炼油厂焦炭塔作为延迟焦化装置的重要设备,安全平稳运行决定了焦化装置的长周期生产.正常运行期间,作为疲劳容器焦炭塔温变较大,长时间使用,焦炭塔本体会发生高温蠕变.目前,国内焦炭塔材质均已升级为铬钼钢,蠕变现象已不多见,但是塔内焊缝位置出现大量裂纹,有些裂纹甚至发生穿透,造成高温油气大量泄漏,发生着火事故.本文就通过焦炭塔焊缝裂纹的处理,探讨裂纹产生的原因,并提出解决措施.

摘要： 本发明公开了一种钢箱梁疲劳裂纹开裂位置的定位编码方法，通过建立桥梁GIS平面坐标系、主体构件编号及命名、建立U肋结构单元局部坐标、开裂位置划分和编号、裂纹位置信息编码五个步骤实现了大跨桥梁钢箱梁疲劳裂纹在纵桥向、横桥向、内部空间及具体扩展方向的准确定位。同时，所提出的定位方法可适用于不同类型、不同走向的大跨桥梁钢箱梁的疲劳裂纹定位，可促进钢箱梁养护的标准化进程。

摘要： 本发明提供了一种罐体变形失稳疲劳开裂试验方法，包括如下步骤：(1)将罐体使用的金属薄材制成薄壁罐体；(2)将罐体固定在低周疲劳试验机的安装平台上，上压板置于罐体R圆角上面，试验机压头与上压板的中心部位接触；(3)测试获得失稳时的最高加载力为Fc；继续加载一定量的位移，直至载荷下降到(0.5‑0.6)Fc的范围；停止加载时的压力记为FS，此位置记为xS；(4)在保证罐体上部和压板之间接触良好的情况下，采用1‑15Hz的试验频率，使用三角波或正弦波对上述载荷失稳后的罐体R圆角部位进行循环加载疲劳测试，从而获得罐体变形失稳疲劳开裂的能力情况。本方法可以用于薄壁罐体材料大变形失稳后的疲劳断裂性能评估。

摘要： 本发明公开了一种光热电站不锈钢薄壁热熔盐管道抗热疲劳开裂的方法，包括如下具体过程：1)通过开裂样品的实验室失效分析、温差及应力计算和综合分析得出光热电站不锈钢热熔盐管道的热疲劳开裂性质和原因；2)对热熔盐管道的支架进行改造，包括两个导向框架、两个H型结构钢梁及四个护板，同侧布置两个留有10mm‑20mm轴向间隙的护板，且间隙间的边不与管道焊接，其余边与管道焊接；同侧布置的导向框架与H型结构钢梁间留有5mm‑10mm的间隙，且不焊接。本发明能够降低不锈钢热熔盐管道的轴向胀差，消除管道薄弱部位的开裂失效，避免了光热电站在运行中发生熔盐泄漏，提高了光热电站的安全性。

摘要： 一种新型预应力裂纹闭合式正交异性钢桥面板顶板‑纵肋疲劳开裂加固装置，包括钢桥面板，所述钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部两侧分别设有可以使顶板‑纵肋焊接接头顶部受到垂直于顶板‑纵肋焊接接头焊接方向拉力作用的预张拉装置，通过使钢桥面板焊接接头顶部受拉，形成能使顶板底面焊趾和焊根位置受压的弯矩，进而使焊根或焊趾沿桥面板厚度方向扩展的裂纹闭合；通过预张拉装置施加适当的拉力，可以使裂纹在循环荷载的作用下仍然处于受压状态，因此从根源上防止焊接薄弱区域的疲劳破坏。

摘要： 本发明涉及一种风电叶片粘接结构疲劳开裂试验方法，首先制备复合材料试样件并在其表面制备人工散斑，通过控制系统驱动加载系统对试样件进行疲劳试验，通过观测系统采集试样件表面的散斑图像并存储至分析系统，分析系统采用数字图像相关法对散斑图像进行裂尖应变场表征以及裂尖位移场表征，并测得裂纹扩展长度；本试验方法结合数字散斑法的裂纹尖端位移、应变场与裂纹扩展长度的直接试验观测方法，并结合复合材料试样件裂纹尖端应力公式，得到裂纹尖端应力场。能够直接通过试验观测含裂纹DCB试样件裂纹尖端的应变状态与扩展长度的优点，能够有效满足表征风电叶片粘接结构在疲劳开裂过程中裂尖状态的需求，适用于DCB试样件的疲劳裂纹扩展试验。

摘要： 一种新型顶部张拉式正交异性钢桥面板顶板‑纵肋疲劳开裂加固装置，包括钢桥面板、角钢、双头螺栓、螺帽；所述钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部的两侧刚接有长度方向沿顶板‑纵肋焊接接头焊接方向的角钢；所述角钢一侧板与钢桥面板刚接，另一侧板开有孔洞；所述双头螺栓通过孔洞穿过两角钢，并通位于两角钢之间的螺帽将其固定于两角钢之间；本发明通过在正交异性钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部设置可以产生预张拉作用的装置，使得焊接接头顶部产生张拉应力，进而使正交异性钢桥面板顶板下部焊趾及焊根处产生预压应力，由此使得钢桥面板的顶板‑纵肋焊接接头沿顶板厚度方向扩展得疲劳裂纹闭合，从根源上防止焊接薄弱区域的疲劳破坏。

摘要： 本发明公开了一种发动机排气歧管热疲劳开裂试验方法，包括：步骤S1，将模拟气缸盖固定于测试平台上，且将待测排气歧管安装于模拟气缸盖上，缸盖冷却水泵启动。步骤S2，无杆气缸带动测试平台至加热工位，且加热线圈向下移动到位，对待测试排气歧管进行加热。步骤S3，当加热温度达到预设值后，且加热线圈向上移动到位。步骤S4，无杆气缸带动测试平台至冷却工位，冷却工位的门向下移动到位。步骤S5，冷却工位的风冷机构对待测排气歧管开始吹气冷却。借此，本发明的发动机排气歧管热疲劳开裂试验方法，可以模拟排气歧管正常工作的状态，极大的减少排气歧管热疲劳的验证时间，验证效率高，且试验成本低，利于产品的快速改进。

摘要： 一种新型顶部张拉式正交异性钢桥面板顶板‑纵肋疲劳开裂加固装置，包括钢桥面板、角钢、双头螺栓、螺帽；所述钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部的两侧刚接有长度方向沿顶板‑纵肋焊接接头焊接方向的角钢；所述角钢一侧板与钢桥面板刚接，另一侧板开有孔洞；所述双头螺栓通过孔洞穿过两角钢，并通位于两角钢之间的螺帽将其固定于两角钢之间；本实用新型通过在正交异性钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部设置可以产生预张拉作用的装置，使得焊接接头顶部产生张拉应力，进而使正交异性钢桥面板顶板下部焊趾及焊根处产生预压应力，由此使得钢桥面板的顶板‑纵肋焊接接头沿顶板厚度方向扩展得疲劳裂纹闭合，从根源上防止焊接薄弱区域的疲劳破坏。

摘要： 一种新型预应力裂纹闭合式正交异性钢桥面板顶板‑纵肋疲劳开裂加固装置，包括钢桥面板，所述钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部两侧分别设有可以使顶板‑纵肋焊接接头顶部受到垂直于顶板‑纵肋焊接接头焊接方向拉力作用的预张拉装置，通过使钢桥面板焊接接头顶部受拉，形成能使顶板底面焊趾和焊根位置受压的弯矩，进而使焊根或焊趾沿桥面板厚度方向扩展的裂纹闭合；通过预张拉装置施加适当的拉力，可以使裂纹在循环荷载的作用下仍然处于受压状态，因此从根源上防止焊接薄弱区域的疲劳破坏。

摘要： 本实用新型公开了一种能够抗疲劳开裂的抗压型内箱底板，属于集装箱生产领域。本实用新型的一种能够抗疲劳开裂的抗压型内箱底板，包括底板本体，底板本体的内部设置有支撑板A和支撑板B，支撑板A和支撑板B交叉安装，在使用底板本体时，底板本体内部设置了支撑板A和支撑板B，交叉设置的支撑板A和支撑板B使用定位槽A和定位槽B进行卡合固定安装，避免支撑板B松动脱离，且交错安装的支撑板A和支撑板B对底板本体进行支撑，避免底板本体被反复按压导致疲劳开裂，影响使用，且支撑板A和支撑板B内部设置有三角板A三角板B，将上端承受的压力向两侧分散，缓解受力，使用更加安全。