橡胶压块机顶升油缸螺栓断裂失效原因及分析。结果表明,断口表现为疲劳断裂,螺栓所用材料中存在含硫杂质。高频循环交变应力引起的疲劳以及材料含硫化物杂质,是引起断裂的主要原因。

聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在陇东致密油井作业时出现胎体裂纹和刀翼断裂的问题,严重影响了整个钻头的使用寿命和钻井时效。针对此问题,通过理化性能试验,分析PDC钻头胎体化学成分、力学性能、硬度和金相组织,采用电子显微镜扫描和能谱分析,对PDC钻头裂纹断面的物质进行定量。基于热-弹塑性理论,建立PDC钻头胎体热应力模型,探究预热温度和银钎焊温度对PDC钻头胎体的影响,提出了PDC钻头制造工艺改进措施,开展了现场试验。结果表明热应力是引起PDC钻头开裂的根源,残余应力和组织应力共同作用是PDC钻头开裂的直接原因;PDC钻头胎体残余应力主要集中在刀翼根部和水眼部位,以1、4号刀翼和3、5号水眼最为显著;PDC钻头胎体与复合片钎焊温度过高会产生较大残余应力,钎焊温度在700℃、胎体预热温度在380℃为宜;改进预热温度和钎焊温度后的PDC钻头施工...

某钢厂输送液压油API级无缝钢管在一个月中发生了两次失效,第一次失效出现了4.7 m长的纵向裂缝,第二次失效时管道出现了少量泄漏。管道输送液压油的压力为3~14 MPa,环境温度为25~40℃,该无缝管的失效可能是高应变率或氢致开裂(HIC)等因素导致的管体开裂。采用化学分析、拉伸试验、硬度测试、宏观观察、光学和电子显微镜以及能谱分析(EDS)等方法对其失效原因及其机理进行分析。结果表明,管道中输送液压油分解产生的氢与管材内部中的硫化物夹杂相结合,导致管体因氢致开裂而失效。

某聚丙烯挤压造粒机组主齿轮箱输出齿轮轴运行过程中发生断裂,通过断口分析、理化检验和强度校核,探究了该齿轮轴断裂失效的原因。结果表明,由于对应螺杆轴断裂造成瞬时冲击,导致该齿轮轴出现早期微动撕裂缺陷;在转矩和弯矩的复合交变载荷作用下,萌生早期裂纹并沿轴颈处扩展;当齿轮轴的有效承载面积减小到无法承受正常工作产生的扭转力矩时,齿轮轴发生断裂。另外,齿轮轴颈退刀槽处易形成应力集中,也是开裂的诱因之一。

某制氧设备的不锈钢螺栓紧固件在早期运行中突然发生断裂,通过采用宏观分析、微观分析、断口分析、力学性能测试、化学成分、金相检验及能谱分析等方法对其失效原因进行了分析。结果表明,应力腐蚀造成了不锈钢螺栓断裂失效。

针对某机构作动筒接管嘴断裂故障,结合断口形貌、失效分析确定其故障原因为剪切过载。再通过产品原理分析、探伤检查、实验分析、有限元仿真等手段对故障机理进行详细研究,各项研究结果相互吻合,均证明该产品在正常使用过程中不会发生断裂。改变接管嘴的材料,结合实验验证结构强度有较大提高。研究改进结果得到认可,改进措施满足使用安全并有效提升后续修理产品的可靠性。

基于疲劳载荷作用下裂纹扩展的随机性,建立了结构系统综合考虑静强度和断裂的可靠性分析方法,该方法给出了元件静强度失效时所对应的当量寿命,并建立了元件综合失效判别准则,分析了元件静强度失效和断裂失效之间的相关性。算例表明,随使用年限的增加,元件静强度失效和断裂失效之间的相关性也在增加;在不同的使用年限内,结构系统主要失效路径是不同的,并且在结构系统主要失效路径中既有元件静强度失效又有元件断裂失效;若只考虑静强度或断裂的结构可靠性分析,分析结果偏于危险。

选取半径为1.5 cm的橡胶密封圈,构建汽轮机快速冷却装置与密封圈实体模型,依据ANSYS软件模拟失效过程,通过改变油压与压缩率增加模型应力,以最大接触应力与最大切应力作为失效判据,进行失效过程模拟。模拟结果证明:在增大油压与压缩率的过程中,当油压达到15 MPa、压缩率为10%时,应力达到最大;汽轮机快速冷却装置密封圈出现断裂失效的现象。

针对高速膜盘联轴器工作过程中受到载荷突变影响,引起膜盘疲劳破坏和断裂失效的问题,对可冗余膜盘联轴器结构和动态性能进行了研究。首先,设计了可冗余膜盘联轴器整体结构;其次,建立了膜盘的有限元分析模型,计算得到了满足设计需求的膜盘最佳厚度;然后,对膜盘联轴器的冗余结构进行强度分析,证明了冗余结构的安全系数,并可以实现转矩的传递;最后,对膜盘联轴器的动态性能进行了研究,得到了频率响应曲线。研究结果可为该领域的机械传动装置结构分析提供有效依据。