提高小钎杆寿命的径途

本文着重从小钎杆的疲劳特性,内孔强化,冶金质量,防腐与表面强化等方面,论述提高国产55S_iM_nM。小钎杆使用寿命的途径。文中指出:提高钎钢抗过负荷能力和循环韧性; 采用高淬透性合全管作内孔衬管,并使衬管与基体完全粘合; 减少钢中的夹杂物与疏松等缺陷,以及防腐配合表面强化等是提高小钎杆寿命的重要措施。     

凿岩机理论载荷谱与钎杆抗疲劳性能的动力响应

运用应力波理论和强度原理，在几种常用凿央理论载荷谱作用下，地国内犴钢钢种典型工艺下的机疲劳性能进行了动力响应应分析，研究结果表明，钎杆的制造工艺对其使用寿命有重要影响，凿岩机机型应与钎杆的抗疲劳性能匹配。     

22Si2MnCrNi2MoA钎杆断裂失效分析

运用金相观察、扫描电镜观察和能谱定量分析等实验手段,从组织状态、夹杂物、断口形貌等方面分析了22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂原因,同时对其疲劳裂纹起源和扩展进行了探讨.22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂破坏并不是由组织异常和夹杂物引起的,而是由于22Si2MnCrNi2MoA钎杆存在明显的壁厚不均,在高频应力、严重的内外耗同时存在的应力状态下持续工作,壁厚较薄处极易成为受力薄弱区,疲劳裂纹更倾向于在此处优先形成,从而致使壁厚较薄处优先断裂,最终导致钎杆断裂失效.该钎杆疲劳破坏起源于内表面,属于多源的疲劳断裂.起源区微观形貌为韧窝形貌,扩展区的微观形貌为韧窝和沿晶的混合形貌.     

22Si2MnCrNi2MoA钎杆断裂失效分析

运用金相观察、扫描电镜观察和能谱定量分析等实验手段,从组织状态、夹杂物、断口形貌等方面分析了22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂原因,同时对其疲劳裂纹起源和扩展进行了探讨.22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂破坏并不是由组织异常和夹杂物引起的,而是由于22Si2MnCrNi2MoA钎杆存在明显的壁厚不均,在高频应力、严重的内外耗同时存在的应力状态下持续工作,壁厚较薄处极易成为受力薄弱区,疲劳裂纹更倾向于在此处优先形成,从而致使壁厚较薄处优先断裂,最终导致钎杆断裂失效.该钎杆疲劳破坏起源于内表面,属于多源的疲劳断裂.起源区微观形貌为韧窝形貌,扩展区的微观形貌为韧窝和沿晶的混合形貌.     

55SiMnMo钢疲劳的试验研究

对55SiMnMo钢在腐蚀环境中进行了疲劳试验研究,试样采用三种不同热处理方法进行处理。结果表明,正火加回火处理对提高钎杆的疲劳寿命效果最佳。     

气腿式凿岩机活塞的非线性动力学特性

以气腿式凿岩机活塞为研究对象,根据实际工况建立了活塞和钎杆冲击系统的有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对活塞冲程过程进行了非线性动力学特性分析,得到了活塞与钎杆各个时刻的应力应变情况.结果表明,活塞冲击能的计算结果与实验结果相比误差较小;活塞的最大应力发生在撞击端面上,此外活塞的花键根部也是受力较大的薄弱环节,最大应力介于其疲劳极限与屈服极限之间;活塞的失效形式为端面接触疲劳和花键根部处疲劳断裂,与实际情况十分吻合.     

带圆孔的薄壁管多轴向低周疲劳性能的判据

在40Cr钢制成的带圆孔的薄壁管上进行拉—扭双向的低周疲劳试验,并用弹塑性有限元方法分析试件圆孔区域应力和应变分布。通过对以前的多轴向疲劳准则的分析研究,根据薄壁管拉—扭双向疲劳的试验和理论分析的结果,提出了一个新的多轴向应力疲劳的判据。它可以比较好地预测疲劳起裂寿命和裂纹位置。     

φ43小钎头光弹试验分析

为提高钎头的使用寿命和寻求合理的结构设计,对φ43毫米钎头进行了光弹试验。试验结果表明:在钎头截面变化及其与钎杆末端接触处有应力集中,在钎头的尾端有较大的周向应力,这与生产实践中出现的钎头断腰和尾部开裂现象符合。根据试验,对钎头的结构形状及钎头与钎杆的联结提出了改进意见,收到良好的效果。     

Q345钢对接接头低周疲劳性能试验研究

采用等幅轴向低周疲劳试验,通过疲劳寿命、循环应力-应变响应特征及应力-应变滞回曲线等指标研究了Q345钢对接接头的疲劳性能,观察了疲劳断口宏观特征,并在试验研究和有限元分析的基础上,建立了该焊缝材料的疲劳寿命预测公式.结果表明:焊缝材料初始阶段表现为明显循环硬化现象,后期为轻微循环软化,总体上提高了材料的强度及疲劳性能;随着轴向位移的增加,应力幅增大,循环硬化率线性减小;滞回曲线光滑、饱满,材料耗能能力稳定;疲劳断口可明显划分为裂纹源区、裂纹扩展区和裂纹瞬断区,为典型疲劳破坏断口.得到的疲劳寿命预测公式对实际工程中Q345钢结构的疲劳分析和寿命预测具有重要意义.     

橡胶沥青应力吸收层抗疲劳作用机理研究

为研究AR-SAMI的抗反射裂缝与抗疲劳作用机理,通过复合梁三点弯疲劳试验分析了AR-SAMI对加铺层疲劳开裂进程与疲劳寿命的影响;采用有限元数值模拟并结合疲劳断裂力学理论进行疲劳扩展寿命的预估,并与试验结果进行对比;通过计算加铺层底部的最大主应力与裂尖应力强度因子,探讨AR-SAMI的阻裂与抗疲劳作用机理。结果表明:①设AR-SAMI有效抑制了反射裂缝的产生并降低了裂缝扩展速率,使得试件整体疲劳寿命提高了57%;②设AR-SAMI后使得沥青加铺层在开裂后裂尖的应力强度因子大幅降低,也因此降低了裂缝的扩展速率;③应用疲劳断裂力学理论对裂纹扩展疲劳寿命进行预测,结果显示应力吸收层依靠自身较高的疲劳性能使得结构整体疲劳扩展寿命提高了36%。因此,AR-SAMI在长期的使用过程中对抑制裂缝反射并提高加铺层疲劳寿命具有显著的效果。     

钻杆外加厚过渡带几何缺陷对使用寿命的影响

针对钻杆外加厚过渡带过渡不全及台肩几何缺陷，分析了它们对应力和钻杆疲劳寿命的影响，提出了对这种影响程度的近似计算式。同时还进行了外加厚过渡带台肩缺陷对钻杆疲劳寿命的影响模拟试验研究，所得试验结果和理论分析大体一致。在此基础上对钻杆外加厚过渡带几何缺陷的检验标准及处理方法提出了一些重要建议。     

锤杆冲击应力分析与疲劳寿命估算

锤杆中的应力波历程包括锤击和回弹两个阶段 冲击阶段的应力波影响着锤杆的疲劳寿命 ,它的幅值主要取决于冲击速度和材料性质 就锤杆的使用期而言 ,其应力波幅值呈正态分布 根据断裂力学和Miner线性累积损伤理论 ,推导出了锤杆在随机载荷作用下的疲劳寿命估算公式 进行了实例计算和讨论 ,提出了一些延长锤杆疲劳寿命的建议 图 2 ,参 5     

沥青混合料裂纹扩展阶段疲劳寿命预测

由于沥青混合料的疲劳裂纹扩展一般难以用传统的Paris公式描述,本文基于能耗的观点,研究沥青混合料裂纹扩展阶段的疲劳演化规律。试验采用半圆弯曲试验方法,在MTS试验系统上进行了三种级配的沥青混合料的断裂韧度试验和疲劳试验,定义了半圆弯曲试验方法中沥青混合料裂纹起裂点和疲劳破坏点。研究结果表明具有断级配的应力吸收层沥青混合料具有更好的抗裂性能和抗疲劳性能;混合料累积破坏能符合Miner线性假定;沥青混合料的疲劳寿命与断裂韧度有很好的相关性。通过对Van Dijk能耗公式参数拟合建立的以断裂韧度为参数的预测模型可以更方便的预测沥青混合料裂纹扩展阶段的疲劳寿命。     

往复荷载下钢管与螺栓球组配试件超低周疲劳断裂试验研究

为探索螺栓球网格结构强震下的破坏特征,对五个螺栓球节点管球组配试件进行了轴向往复荷载作用下的超低周疲劳断裂试验研究。通过电镜扫描观察试件超低周疲劳破坏的裂纹萌生、扩展、断裂、断口形态,并分析了裂纹萌生原因、断裂机理。结果表明:当承受拉-压循环荷载时,试件均经历失稳弯曲、在杆件中点附近局部凹陷、在凹陷处表面萌生裂纹、进一步开裂、最后发生低周疲劳断裂的过程;其断口形状为椭圆,有明显塑性变形,为韧性断裂,疲劳寿命均很短。当试件承受较大压幅值的循环荷载时,试件首先失稳弯曲,然后在杆件中点附近局部凹陷,继而在凹陷处表面萌生裂纹,但同时因节点中高强螺栓承受弯剪作用,在螺栓牙底应力集中位置,也多处同时萌生裂纹并迅速发展,最后导致高强螺栓先于杆件局部凹陷处发生疲劳断裂;其断口表面光滑平整,没有明显塑性变形,疲劳寿命只有18次。     

管节点国产化疲劳性能的试验研究

介绍了国产海洋用钢（Ｚ向钢）焊接Ｔ型管节点疲劳试验的过程和成果．试验对Ｔ型管节点的应力集中系数、应力分布、疲劳寿命及裂纹扩展进行了详细测量，经过分析得到Ｔ型管节点实测应力集中系数的经验公式、疲劳Ｓ－Ｎ曲线及裂纹扩展规律．试验结果表明国产Ｚ向钢、国内焊接工艺和加工制造的焊接管结点有较好的疲劳性能，为我国海上平台国产化提供了依据．     

车轮轮辐钢S500LF的疲劳性能

采用PX-100高频疲劳试验机,采用升降法在振动频率为100~120Hz、拉-压对称应力的条件下测定车轮轮辐钢S500LF的疲劳极限,并用数理统计方法分析确认疲劳极限为291MPa.此值作为母体50%存活率下的疲劳极限估计量时,以95%的置信度,相对误差不超过±5%.在测定的疲劳极限基础上,采用多试样法测得不同应力水平下的疲劳寿命,据此绘制出应力-寿命关系曲线,通过回归得到应力-寿命曲线方程.对试样断口进行了理论分析,结果表明试验钢韧性良好.     

基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命评估

为研究斜拉桥锚拉板结构的疲劳性能,以一座叠合梁斜拉桥为例,采用最新钢桥规范的疲劳荷载模型加载并按雨流法处理计算了疲劳荷载谱,结合空间实体有限元模型,识别了锚拉板的典型构造细节并获得疲劳应力谱;在典型构造细节处引入初始表面裂纹,计算了裂纹尖端的应力强度因子,回归分析得到应力强度因子与裂纹尺寸的关系式,代入Paris公式积分得到了各典型构造细节的疲劳寿命,从而建立了基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命分析方法.研究结果表明:基于断裂力学方法得到的锚拉板疲劳寿命超过了100年,满足设计及使用要求;裂纹初期扩展很慢,当尺寸达到10mm时,已消耗了60%~80%的疲劳寿命,应及时加以补强.     

经激光辐照的40Cr钢的疲劳性能

在本试验研究中,选原始状态完全相同的 40Cr 钢两种圆棒形试样,一种是未经激光辐照,另一种经激光大面积辐照强化处理,同时进行疲劳试验,以考查其疲劳性能的变化,通过金相观察,断口形貌分析和疲劳试验数据的处理分析,证明40Cr钢圆棒形试样用激光辐照强化处理以提高其疲劳性能是有效的和实际可能的,使40Cr钢疲劳极限提高了55％,使疲劳寿命明显地提高,最高可达56.2倍。     

Qualitative and quantitative characterizati ons of fracture surfaces of AL6XN super-austen itic stainless steel fatigued at different stress amplitudes

Fracture surface features of the AL6XN super-austenitic stainless steel fatigued at different stress amplitudes were observed by SEM and quantitatively analyzed by a fractal method.It was found that th...