高压开关设备弹簧断裂分析

【目的】在对高压开关设备样机进行寿命模拟试验时弹簧发生断裂，需要分析弹簧断裂失效的原因。【方法】利用化学成分分析、硬度测试、宏观检测与SEM分析、金相检验、断口分析等失效分析法对弹簧断裂原因进行分析。【结果】弹簧的断裂为疲劳断裂，断口微观形貌存在较为明显的疲劳辉纹。【结论】弹簧的断裂失效是其折弯处存在表面损伤缺陷，降低弹簧的疲劳强度。当设备进行操作试验时，该损伤处易萌生裂纹，最终导致弹簧发生疲劳扩展和断裂。     

热冲击条件下倒装封装焊点的裂纹生长研究

【目的】研究热冲击条件下倒装芯片封装焊点裂纹的萌生和扩展。【方法】采用有限元模拟法分析封装体的形变，获取累积应变能密度及应力分布与变化情况，同时结合试验结果进行验证。【结果】在热冲击条件下，裂纹会先出现在焊点的最外侧且在焊盘与焊料的交界处，此位置累积塑性应变能密度和塑性应力最大。【结论】高累积塑性应变能密度和应力会造成焊料和焊盘界面上产生应力集中，并发生形变，导致裂纹在该外侧界面上萌生，并沿着界面向内扩展，最终焊点因产生裂纹而失效。试验结果与模拟分析结果一致，进一步验证了模拟结果对裂纹生长的合理性。     

XXX-1型氧气面罩检测装置门组件失效分析

XXX-1型氧气面罩检测装置中的5件门组件和1件锁舌在外场使用过程中发生断裂,须进行失效分析.本试验利用体视显微镜、扫描电镜对裂纹形态及断口表面进行观察,对组件进行金相组织检查、硬度检查,对其组成成分进行红外光谱、能谱分析.结果表明:5件门组件安装孔附近材料断裂模式均为脆性断裂,断裂原因应与安装孔壁受到螺套应力作用有关...     

铝合金液压缸制造工艺研究

【目的】铝合金液压缸具有质量小、内孔毛刺易清除、外观美观等优点，但也存在冲击韧性低等不足。因此，要开展铝合金液压缸制造工艺研究，保证其高强度、高韧性等性能要求。【方法】选用7050铝合金来优化液压缸结构，开展液压缸毛坯多向锻造、T73热处理及内孔滚压加工等工艺研究，获得了合理的铝合金液压缸制造工艺，保证其高强度、高冲击韧性、高疲劳寿命等力学性能要求和高尺寸精度、低表面粗糙度等加工精度要求。【结果】铝合金液压缸装配碟簧液压机构通过了机械操作寿命试验验证。【结论】采用7050铝合金，毛坯进行多向锻造、T73热处理、内孔滚压加工等工艺制造的铝合金液压缸，可满足其高油压高冲击工况性能要求。     

CNG储气瓶开裂失效分析

【目的】本文对CNG储气瓶的开裂故障进行了失效分析。文章给出了用户在使用CNG储气瓶时避免出现失效情况的一些建议。另外,对CNG储气瓶厚度进行的超声波测试和水压试验数据,可以用于以后的CNG储气瓶失效数值分析。【方法】用试验调查的方法来确定裂纹产生和气瓶开裂的原因;采用液体渗透的方法来检查CNG储气瓶壳体上的表面破损缺陷和裂纹的位置;采用视觉检查来确定壳体内表面的状况,采用光学显微镜检查裂纹,电子显微镜在适当的放大倍数下,能够检查并描述裂纹表面的精细微观结构,裂纹表面的细微结构显示了断裂起始点的缺陷。最后用光谱分析仪确定了材料的化学成分。另外,还进行了力学性能测试。【结果】CNG储气瓶在水压试验期间发生故障,在低于试验压力的情况下,CNG储气瓶壳体上显示有两条裂纹,并出现了试验液体泄漏的现象。【结论】根据所进行的测试结果,得到结论：压力容器底部的过度腐蚀导致凹坑的形成,成为泄漏裂纹的起始点。     

HXN5型机车活塞销裂纹分析及改进

通过宏观断口分析、金相检验、硬度检测对HXN5型机车活塞销裂纹产生原因进行了分析。结果表明,该活塞销的非金属夹杂物不合格造成了金相组织偏析、机械性能下降及加工面粗糙;这些现象降低了疲劳抗力,加剧了疲劳失效倾向。通过增加原材料抽检及增加随炉试样检测的方法 ,提高了产品的稳定性。     

铝合金平板疲劳裂纹扩展FRANC2D数值模拟研究

疲劳是结构破坏中存在的主要问题。本文介绍二维断裂分析有限元软件FRANC2D(Fracture Analy-sis Code in 2 Dimensions)疲劳裂纹扩展的基本原理和理论基础,并用其对带孔铝合金平板的孔边疲劳裂纹扩展进行模拟,通过改变裂纹扩展量Δα,分析Δα对疲劳裂纹扩展的影响,得到裂纹扩展前后的应力场和不同裂纹扩展量Δα下应力强度因子的变化,并通过模拟得出裂纹扩展图。     

金属低周疲劳短裂纹扩展及其断面分形特征的探讨

以流变断裂学的观点给出了金属低周疲劳短裂纹扩展的一般性描述，并利用分形方法分析其疲劳断口的特性．     

回火温度及时间对4330V钢力学性能的影响

【目的】探讨回火温度及时间对4330V低合金结构钢力学性能的影响，并探寻4330V钢的最佳回火工艺，从而提高4330V钢的产品性能。【方法】通过不同的回火温度及回火时间对4330V钢进行处理，对其强度、硬度、韧性及塑性的变化情况进行分析。【结果】随着回火温度的升高，4330V钢的屈服强度、抗拉强度及硬度都有所下降，韧性和塑性都有所升高；随着回火时间的延长，4330V钢的强度及硬度均有一定程度的下降，冲击吸收能量和塑性反而有一定程度的升高。【结论】当回火温度为640℃及700℃时，温度过高会造成过回火；当回火温度为500℃时，温度过低，回火不充分；当回火温度为620℃回火120 min后，4330V钢的各种性能匹配较好。4330V钢在500℃和580℃回火后，其断口形貌主要以准解理断裂为主，此时钢材的延伸率最低；当回火温度提高到640℃时，其断口形貌主要以细小韧窝为主，此时的断裂方式为韧性断裂，且随着回火温度的升高，韧窝也变得越大越深，材料的塑性和韧性不断提高。     

焊点尺度对微互连的热疲劳可靠性影响

【目的】研究焊点尺度对微互连的热疲劳可靠性的影响，【方法】采用有限元模拟法结合试验来研究不同尺度焊点在热循环载荷下的可靠性。【结果】模拟结果表明，同位置小尺寸焊点封装体的位移和焊点的累积塑性应变能密度均高于大尺度焊点，且最外侧焊点的数值最高，为最容易失效的关键焊点。关键焊点上累积的塑性应变能密度集中在焊盘和钎料接触界面的边角处，向内会逐渐减小，表明裂缝会在边角处出现并向内延伸，与试验结果吻合。【结论】根据Darveaux寿命模型，大尺度焊点的寿命要高于小尺度焊点。     

柴油机配气机构中摇臂构件的断裂失效分析

通过对柴油机配气机构中提前失效的摇臂构件断裂试件，进行了宏观观察、微观形貌分析和受力测试分析，发现该试件失效的主要原因是由于试样表面存在孔洞、夹杂物等缺陷，在工作过程中受到交变载荷的作用而发生疲劳断裂，为此，对摇臂构件的设计和安全使用提供了改进依据。     

23-X型航炮抛壳器断裂故障分析

本文从23-X型航炮抛壳器断裂故障入手,通过对相关专利文献进行检索,分析抛壳器断口裂纹源,最终确定该故障的发生原因为偶发故障,在对航炮的维护与使用中总结相应规律避免再次出现。     

碳纤维开孔层合板拉伸载荷下的失效分析

【目的】研究开孔碳纤维复合材料层合板在拉伸载荷下的失效行为,并确定铺层顺序、铺层角度对极限载荷的影响。【方法】通过Abaqus有限元软件和Hashin失效准则,建立壳单元在拉伸载荷下的失效模型,利用该失效模型进行数值模拟分析。【结果】0°层失效首先发生在孔边,随着孔边失效区域的不断扩大,呈现由X形向沙漏形转变的趋势;在达到极限载荷前,承载力与位移成正比,之后承载力迅速下降,层合板将迅速失效;铺层顺序对层合板的强度影响不大,铺层角度对层合板的极限载荷影响较大。在一定范围内增加±45°铺层的数量,不仅可以延缓层合板的失效,而且可以提高极限载荷值。【结论】研究结果对开孔碳纤维复合材料层合板的实际应用具有指导作用。     

芦岭Ⅲ4采区膨胀性软岩围岩巷道支护技术研究

【目的】以淮北煤矿芦岭Ⅲ4采区轨道上山巷道为工程背景，研究强膨胀性软岩对围岩巷道稳定性的影响并设计出合理的支护方案，保证巷道稳定性。【方法】采用SEM扫描电镜实验研究岩性微观成分，并利用FLAC^3D数值模拟软件对巷道围岩的变形及受力进行模拟，提出高预应力、高强度的锚杆锚索联合支护方案。【结果】研究表明，巷道岩性以蒙脱石、伊利石为主要成分，通过模拟可以发现，在未加支护的情况下，巷道会有较大的变形，而在支护方案下巷道围岩的变形明显缩小。【结论】通过对巷道围岩的分析，可以认为高预应力、高强度锚杆锚索联合支护方案能够有效控制巷道围岩的变形，为淮北矿区类似条件的矿井提供参考和借鉴。     

鱼洞河流域矿井水综合治理思路探究

【目的】解决矿山开采引发的鱼洞河流域含水层破坏问题。【方法】基于现场调查、取样试验、室内分析，总结分析含水层破坏现象及原因。【结果】提出三种治理思路，分别是源介分离、清污分流及多级沉淀。【结论】该思路的提出可为该流域矿山及类似矿山含水层治理提供参考。     

40Cr钢内齿轮齿圈断裂失效分析

通过对40Cr钢内齿轮齿圈进行原材料成分检测、宏观断口观察、显微组织分析、硬度及冲击韧性检测。结果表明,40Cr钢内齿轮齿圈由于表面淬火后硬度过高,且没有低温回火,造成齿顶处淬火部分与未淬火部分形成微裂纹。在弯曲应力和冲击作用下裂纹进一步扩展,直至发生断裂,同时在调质处理的高温回火后产生第二类回火脆性,造成齿圈材质的冲击韧性较低,并针对此类问题提出相应的改进措施。     

40Cr钢内齿轮齿圈断裂失效分析

通过对40Cr钢内齿轮齿圈进行原材料成分检测、宏观断口观察、显微组织分析、硬度及冲击韧性检测.结果表明,40Cr钢内齿轮齿圈由于表面淬火后硬度过高,且没有低温回火,造成齿顶处淬火部分与未淬火部分形成微裂纹.在弯曲应力和冲击作用下裂纹进一步扩展,直至发生断裂,同时在调质处理的高温回火后产生第二类回火脆性,造成齿圈材质的冲击韧性较低,并针对此类问题提出相应的改进措施.     

热处理工艺对7075铝合金FSW焊接接头力学性能的影响

本文通过对7075铝合金FSW焊接接头进行固溶处理和时效处理,对比热处理前后焊接接头的力学性能。结果表明:焊接接头抗拉强度从454 MPa提升到486 MPa,延伸率从5.9%提升到6.3%;焊后热处理的焊接接头硬度有整体性提高,热处理前硬度值呈现"W"形分布特征被减弱;热处理后焊接接头断口出现在焊核区,焊接接头前进侧热影响区软化现象得到了改善。     

混凝土桥台水化热仿真分析与裂缝处理

【目的】针对混凝土桥台台身在施工期间产生竖向裂缝的问题，对该桥台温度场与应力场进行数值模拟。【方法】通过Midas FEA NX软件，对台身混凝土内外部温度、应力进行了水化热仿真分析。【结果】分析结果表明：台身混凝土内外部温差较大，台身混凝土外部拉应力超出了实测抗拉强度（72～336 h）；将温度场、应力场分析结果与该桥台台身实际裂缝情况进行对比分析，找出了桥台台身开裂原因；将实测裂缝情况与仿真模拟结果对比分析，发现Midas FEA NX软件可有效分析混凝土水化热温度、应力变化情况。【结论】结合该桥台台身裂缝情况与仿真分析结果，对该桥台台身的裂缝提出了相应的处置建议，并在裂缝处理完成约半年之后对裂缝进行了复查，发现其表面稳定，未有扩展现象。     

含纳米二氧化硅的聚乙烯改性沥青混合料疲劳和力学性能研究

【目的】通过制备不同纳米二氧化硅掺量的复合改性沥青来研究纳米二氧化硅对聚乙烯改性沥青混合料性能的影响。【方法】通过四点弯曲疲劳试验、劲度模量试验、间接拉伸强度试验来分析纳米二氧化硅复合改性沥青混合料的性能。【结果】试验结果表明：当纳米二氧化硅掺量从1%增加到4%时,混合料的疲劳寿命、劲度模量和间接拉伸强度先增大后减小;当纳米二氧化硅掺量为3%时,混合料在20℃和30℃时的疲劳性能均最优;当纳米二氧化硅掺量为2%时,劲度模量和间接拉伸强度最优,且短期老化后的间接拉伸强度降幅最小。【结论】综合考虑各项性能指标,纳米二氧化硅的最佳掺量为2%～3%,此时复合改性沥青混合料疲劳和力学性能可提高40%以上。