含裂纹AL2024薄板剩余强度和剩余寿命的影响因素研究

机械构件在使用的过程中难免会造成各种裂纹缺陷。为了保证含裂纹结构的使用安全,本文基于韧性断裂准则和最大周应力准则建立了含裂纹结构的剩余强度和剩余寿命的分析模块。利用上述分析模块探索了裂纹深度和裂纹倾斜角对含裂纹AL2024铝板剩余强度和剩余寿命的影响能力,并利用回归分析分布拟合出了剩余强度和剩余寿命的表达式。研究结果表明：剩余强度和剩余寿命的分析模块准确可靠;剩余强度随裂纹深度和裂纹倾斜度成指数变化,裂纹深度从15 mm增加到40 mm,裂纹倾斜角从60°减小到0°过程中,剩余强度从249.50 MPa减小到79.78 MPa,说明从剩余强度上讲深裂纹和小倾角裂纹对结构危害较大;剩余寿命与裂纹深度和裂纹倾斜角也成指数关系,在研究范围内随裂纹深度的增大和裂纹倾斜角的减小剩余寿命从148871减小到4481,说明从剩余寿命上讲深裂纹和小倾角裂纹危害较大。研究结果表明深裂纹和小倾角裂纹对结构危害较大,在周期性检查过程中要特别注意;同时该方法对于结构剩余强度和剩余寿命的评估提供了有益的参考。     

混凝土结构耐久性寿命评估影响因素敏感性分析

保护层厚度、CO2浓度影响系数、环境湿度、混凝土立方体强度等因素都影响了结构的耐久性寿命。本文运用灰色关联理论分析了单因素对结构预测寿命的影响，并分析了各影响因素对结构碳化寿命的敏感性。结果表明：保护层厚度、混凝土立方体强度、环境湿度增大可以使结构的寿命增加；构件所处年平均温度、CO2浓度升高、工作应力增大时其寿命成近似线性下降趋势；在各因素中保护层厚度、混凝土立方体强度对结构寿命的影响最大，因此在一定程度上可以通过增加保护层厚度及混凝土的强度来提高结构寿命。     

基体材料高温强度对枪管寿命的影响研究

根据界面剪切失效理论和疲劳损伤累积理论,建立了基于枪管镀层—基体界面剪切疲劳损伤累积的枪管寿命预测模型.以某小口径步枪枪管为研究对象,计算了一个冷却周期射击过程中的枪管界面剪切应力,预测了3种不同基体材料枪管的寿命,研究了基体材料高温强度对枪管寿命的影响.研究结果表明,基体材料高温强度是影响枪管寿命的至关重要因素.温度升高引起的界面抗拉强度下降,是导致镀层产生界面破坏以及枪管寿终的重要诱因.增加材料常温强度对提高枪管寿命意义不大,而增加高温强度则可以显著提升枪管寿命.寿命试验结果验证了本文所建寿命预测模型的可用性及预测结果的正确性.      

铸造行业对作业工人寿命的影响研究

目的了解铸造行业对作业工人寿命的影响.方法编制寿命表.结果 15岁年龄组的预期寿命是64.07 a,恶性肿瘤、心血管疾病对工人的寿命损失分别为11.80%和22.79%.结论恶性肿瘤和心血管疾病是对铸造工人危害最大的疾病.     

42CrMo钢疲劳试验研究

文章采用高频疲劳试验机,在不同的最大应力下,对42CrMo钢进行疲劳试验研究.在常温空气环境下分别对试样进行了拉拉疲劳试验(R=0.1)和拉压疲劳(R=-1)试验,得出了42CrMo钢的拉-拉疲劳和拉-压疲劳寿命;试验结果表明,拉一拉疲劳极限在0.33σb～0.35σb之间,拉一压疲劳极限在0.4σb～0.5σb之间;由此得出了拉-拉疲劳极限与拉-压疲劳极限较好地吻合Gerber关系式.     

某烟机受损二级轮盘强度寿命分析

为了分析某烟机轮盘在受损修复后的使用寿命,采用有限元方法对该轮盘在修复前后不同工作状态下的强度和寿命进行了分析比较,给出了修复后轮盘安全系数和工作寿命的变化,确定修复后轮盘的安全系数为1.65,其寿命为14 000 h.     

机械设计中的热处理工艺方法研究

通过对机械零件常用金属材料15Cr,20CrMo及其Cr—V类钢采用不同热处理表面硬化法获得的最佳硬化率的研究,总结了最佳硬化率与材料机械强度性能指标的定量关系,由于最佳硬化率与零件的结构尺寸有关,该结果应用于机械产品的结构设计中,对零件质量和寿命的提高有显著作用．     

天然气加热炉管安全状态分析及寿命预测

目的 研究天然气加热炉管的安全状态评价方法.方法 在全面检测的基础上,对加热炉管的腐蚀机理进行分析;根据ASME-B31G规范,对加热炉管的腐蚀缺陷剩余强度进行计算;采用有限元优化设计方法,对天然气加热炉管的剩余寿命进行预测.结果 得到炉管的腐蚀机理、剩余强度和剩余寿命.结论 炉管的腐蚀主要是由氧、钙镁离子引起的垢下腐蚀和CO2、H2S引起的化学及电化学腐蚀;强度评定计算结果表明:剩余强度满足使用要求,剩余寿命为116 727 h.     

基于剩余强度衰减退化的非线性累积损伤准则及其可靠性定寿

零件的疲劳破坏是一个损伤逐步累积、承载能力逐步下降的过程,其疲劳强度随其承受的载荷和频次而不断衰减.通过研究疲劳过程中材料剩余强度衰减退化的规律,从疲劳损伤的定义出发,把剩余强度退化通过一个衰减系数引入到损伤的定义中,提出考虑材料强度性能退化的非线性累积损伤模型来修正Corten-Dolan理论模型.该模型不但考虑了载荷间的相互作用效应,而且还考虑了载荷加载历史引起的强度退化的影响.同时提出了一种基于剩余强度衰减退化的零件疲劳寿命可靠性分析方法,即在假设剩余强度分布服从对数正态分布下,用零件的剩余疲劳损伤强度计算疲劳可靠度和预测零件疲劳可靠性寿命.通过基于修正Corten-Dolan模型的疲劳寿命预测和算例对比分析,该模型完善了传统Corten-Dolan理论模型的适用范围,提高了预测精度.以恒幅载荷作用下的疲劳可靠性描述为例,通过对比模型分析值和实验值,证实了基于剩余强度衰减退化的疲劳寿命可靠性分析模型的可行性,并可以推广至多级载荷作用下的疲劳可靠性寿命的预测.     

随机扫描振动中结构疲劳寿命的预测

应用应力场强度理论,分析、推导按宇航标准进行随机扫描振动中,复合循环应力作用下材料的应力函数f(iδj)和应力场强度δF1的具体形式,建立随机扫描振动的振动量值与结构疲劳寿命的直接联系,对在高频率(500-2 000 Hz)阶段材料的塑性行为和实验数据进行分析,得到适用于LY12-CZ的寿命修正因数.同时,通过对三因数公式进行修正,得出复合循环应力作用下,预计结构抗振动疲劳寿命的经验公式.     

形变热处理对GCr15钢机械性能的影响

对GCr15钢辅以适当的热处理工艺,可以得到良好的强度、硬度、韧性、抗疲劳性能与尺寸稳定性,对于在恶劣环境条件下(冲击、挤压、磨损)使用的挤压冲头,其成本与使用寿命的比值仍偏高,采用形变热处理工艺后,其抗拉强度、冲击韧性、洛氏硬度等性能优于普通热处理工艺,从而使挤压冲头使用寿命得到大幅度提高     

超超临界机组水冷壁向火侧裂纹和高温腐蚀原因分析

15CrMo合金管在锅炉水循环中常发生管壁开裂、腐蚀等现象.对使用2年的15CrMo合金管在锅炉上产生的裂纹进行分析.结果表明,管壁开裂均为单一裂纹,主要分布在水冷壁高温焊接区,向火面腐蚀较严重,且组织已球化,表现为高温腐蚀,由于焊接区应力集中,高温下易产生疲劳裂纹.     

渗硼对钢材机械性能的影响

本文研究了固体渗硼对钢材(20CrMo,45,T8及 GCr15)机械性能的影响。渗硼后得到Fe_2B或 FeB Fe_2B渗硼层。本研究进行了渗硼试样的拉伸、多次冲击以及旋转弯曲疲劳试验,并与未渗硼试样进行比较。其结果为:(1)对于低碳合金钢(20CrNiMo、20CrMo),渗碳对拉伸强度及多次冲击抗力的影响很小,韧性有所下降;渗硼后进行淬火及低温回火处理,使强度及韧性均下降。(2)对中碳结构钢(45),渗硼对拉伸强度及多冲抗力影响也很小,韧性也有所下降。渗硼后经淬火高温回火,刚拉伸强度有所增加,塑性稍有下降。若渗硼后再经淬火及低温回火,拉伸强度及塑性均有显著降低。45钢渗硼后,疲劳强度提高,单相时提高更多。(3)对于高碳工具钢T8及滚动轴承钢GCr15,渗硼后拉伸强度及塑性均下降,后者下降幅度更大;多冲抗力也有所下降。     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的失效机理与参数优化

文章介绍 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削正火态 45钢时的失效形式和磨损机理 ,考察了各切削用量对刀具耐用度的影响 ,并通过一元线性回归分析给出了 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具耐用度的广义 Talor公式。研究证明 ,Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有良好的综合性能 ,而且还可以节约普通硬质合金所必需的 Co、Ta及 W等贵重稀有金属材料 ,但韧性和强度较低 ,切削正火态 45钢时主要以磨损形式失效     

42CrMo钢激光冲击诱导残余应力的数值模拟

42Cr Mo钢具有较高的强度和韧性,被广泛应用于装备制造行业。本文以42Cr Mo钢为研究对象,在理论分析的基础上,运用ABAQUS数值模拟的方法,探讨了在相同激光能量(4J)和脉冲宽度(8ns)情况下,不同光斑直径(1mm、2mm、3mm、4mm)对激光冲击强化后残余应力分布的影响。结果表明:光斑直径越小,激光诱导冲击波的峰值压力越大,塑性强化层深度越深,表面的最大Von Mises应力值越大;光斑直径过大或者激光诱导冲击波的峰值压力过大,均会影响残余应力的分布;本文的数值模拟条件下,2mm直径的光斑,激光冲击效果最好,与理论分析结果一致。     

无内胎钢制车轮高强度钢等代设计

利用SolidWorks和Ansys软件建立22.5 in×9.0 in无内胎钢制车轮的有限元分析模型,采用高强钢代换低强钢的方法,在保证强度和疲劳寿命的前提下,对车轮进行了轻量化设计,减薄了轮辋和轮辐厚度。弯曲和径向试验的仿真结果表明:虽然改进后的各自最大等效应力都有所增加,但都没有超过材料的屈服极限;采用名义应力法并根据经验公式建立的590CL材料的S-N曲线方程,计算得出的疲劳寿命符合GB/T 5909—2005标准要求。     

二次带状组织对低合金非调质钢疲劳性能的影响

采用应力比为0. 1的轴向拉伸疲劳试验分别研究了低合金钢DG20Mn和35CrMo钢的疲劳性能与带状组织的关系.结果表明:带状组织对试验材料的轴向拉伸性能没有明显影响,对35CrMo钢的轴向拉伸疲劳性能影响较小,但严重减弱DG20Mn钢的轴向疲劳性能. 带状组织对疲劳性能的影响主要是由于在高的疲劳拉应力下,带状组织引发疲劳微裂纹、微空洞等疲劳损伤,导致疲劳裂纹萌生及扩展模式发生变化,从而影响疲劳性能.     

渗氮/PVDTiN涂层对42CrMo钢组织和性能的影响

采用渗氮+物理沉积TiN涂层的复合表面处理技术,对42CrMo钢进行表面强化处理。通过对复合表面处理后的42CrMo钢进行显微组织观察和性能测试,结果表明4,2CrMo钢表层组织和性能分别受渗氮及PVD工艺和渗碳层与涂层界面之间的结合力影响。此外,表层组织硬度呈现明显的梯度结构,外表层TiN涂层硬度最高可达2 200 HV0.1以上,此层深度在1～3μm,而中间渗氮层硬度达756.1HV0.1,深度在10 mm左右。     

滚丝模失效分析与防止

对滚丝模失效的分析可以搞清滚丝模的寿命及磨损等问题，通过扫描电镜等方法的研究，认为失效形式为麻点剥落，是由于材料韧性不足造成的．对Ｃｒ１２ＭｏＶ和ＬＭ１材料在冲击试验机上进行冲击疲劳试验结果表明，新型高强度高韧性模具钢ＬＭ１在不同冲击能量下的多次冲击疲劳寿命明显高于经不同制度热处理的Ｃｒ１２ＭｏＶ钢．     

可转位盘形齿轮铣刀耐用度的计算与优化

通过理论计算方法,采用长度和时间2个标准,推导出可转位盘形齿轮铣刀的工时函数与成本函数,分析了刀具使用耐用度和名义耐用度的区别与联系,获得了实现最高生产率和最低成本的耐用度计算方法.采用统计手段对某铣削装备加工42CrMo齿圈的耐用度进行分析,拟合换刀策略和进给速度对耐用度的影响函数模型,获得刀具耐用度常数.基于该方法,可对加工方案进行初步评估,确定刀具的最佳耐用度方案.