铝合金设备线夹失效分析

通过对某电力线路失效的铝合金设备线夹进行宏观检查、断口分析、金相检验、化学成分分析、力学性能测试等,对其开裂原因和开裂机理进行了评估和分析.结果表明,铸造缺陷和焊接缺陷的共同作用引起的线夹强度下降是开裂的主要因素.     

深埋巷道锚杆破断失效机理

锚杆破断失效是深埋巷道支护面临的工程问题之一.采用现场调研、理论分析等方法,对深埋巷道锚杆破断失效形式、机理进行了分析.得到结论:1)深埋巷道锚杆破断失效形式主要有剪断失效、脆断失效、折断失效、拉断失效、崩盘失效和松脱失效;2)材料缺陷和受载性能是深埋巷道锚杆破断失效的内因,荷载超过极限荷载是深埋巷道锚杆破断失效的外因;3)拉伸、剪切、扭转等载荷复合作用下,锚杆有效直径减小,拉应力增大,导致破断失效;4)采用恒阻大变形锚杆或二次支护工艺,能够实现深埋巷道锚杆破断失效和围岩变形的协调控制.研究结果对深埋巷道围岩控制具有参考意义.     

玻璃纤维铝合金板低速冲击损伤演化数值模拟

编写了复合材料损伤的VUMAT子程序,并结合Johnson-Cook金属损伤模型和表面内聚力行为层间分层方法建立了玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE)受落锤低速冲击的数值模型.分析了能量吸收、形变情况及锤头接触力的变化,并通过与实验结果的比较验证了有限元方法的可靠性.利用有限元方法能够更全面分析材料损伤变化的优势,模拟了GLARE三维渐进失效、铝合金层的失效以及纤维层和铝合金层界面分层的破坏模式.通过综合分析该三种渐进失效与能量吸收、形变情况及锤头接触力的变化,揭示了玻璃纤维增强铝合金层板受落锤低速冲击下的破坏机理,验证了铝合金层板的加入对于玻璃纤维增强铝合金层板抗冲击性能增强规律.     

砷化镓场效应管的潜在性失效

为提高ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ静是放是失效阈值，通过ＥＳＤ实验前、后直流参数和热分布变化获取不足１０％的器件表面为永久性失效，而９０％以上的器件表现为潜在性失效的结果。潜在性失效机理类强电场、大电流及ｎｓ级瞬时冲击下，辅之以电热迁移和扩散，致使ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ肖特基势垒受到不同程度损伤，Ｇ－Ｓ、Ｇ－Ｄ间的界面离化或击穿。研究其潜在性失效机理，找出在设计、工艺和材料上的缺陷，以提高器件抗静电能力。     

HP型耐热铸钢锅炉用管板的失效分析

通过对锅炉铸造管板的材质分析和金相分析,对长期工作于850～1 000℃高温烟气环境中的余热锅炉HP型耐热铸钢管板的失效过程和失效机理进行了分析,分析结果表明: HP型耐热铸钢件长期在850～1 000℃高温烟气环境中逐渐失效的内在原因是材料内部碳化物的逐渐析出脆化而导致的材料表面广泛的龟裂;而导致该材料失效的外部因素是由于烟气的氧化腐蚀和硫化腐蚀而引起的表面普遍的点蚀现象,为该材料表面裂纹在热应力作用下的扩展提供了通道.     

承载Fe3Al/Al2O3复合材料失效过程声像特征

利用自行设计的多功能加载装置和扫描声学显微镜连续观察并测量了Fe3Al/Al2O3复合材料在承载条件下的失效特征并对其断裂机制进行了讨论,揭示了复合材料在大尺度范围内裂纹扩展过程和失效特征,发现材料的裂纹萌生于微缺陷和应力集中区域.裂纹扩张有明显的孕育过程和较大的孕育区.当材料承受的应变能或局部应力超过临界值时,裂纹将发生快速扩张,并最终导致失效.承载下该材料测得显微结构,当卸载后,显微结构不能恢复.     

长时腐蚀过程中异种材料连接结构的失效机理与性能弱化机制

电偶腐蚀是腐蚀环境下异种材料连接结构的重要失效形式。本文采用浸泡腐蚀试验开展了异种材料连接结构在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究,并通过扫描电子显微镜(SEM)和材料拉伸实验对试样的腐蚀形貌观察和力学性能测试,分析了长时腐蚀过程中异种材料连接结构的失效机理与性能弱化机制。研究结果表明,电偶因素和缝隙腐蚀因素联合作用使2A12铝合金的力学性能指标明显降低,但是对强度指标(屈服强度和断裂强度)的影响程度没有对塑性指标(延伸率和断面收缩率)的影响程度大。     

玄武岩纤维/铝合金层合板的力学性能研究

通过单向拉伸、剪切以及三点弯曲实验研究了玄武岩纤维/铝合金层合板在不同加载方式下的准静态力学性能。利用空气动力枪对玄武岩纤维/铝合金层合板进行了子弹冲击加载实验。实验中得到了层合板材料不同的力学参数以及子弹冲击下典型的变形失效模式。实验结果表明:在单向拉伸载荷作用下层合板中纤维层将首先发生断裂破坏从而导致材料失效,45°拉伸剪切作用下由于纤维不承受拉伸载荷,其剪切强度较低而剪切应变较大,从而导致铝板发生面内弯曲变形。在12 mm子弹冲击载荷下玄武岩纤维/铝合金层合板具有较好的抗冲击性能,其弹道极限为97.9 m/s。     

功率器件芯片封装和静电放电失效分析

针对一般失效机理的分析可提高功率半导体器件的可靠性.利用多种微分析手段,分析和小结了功率器件芯片的封装失效机理.重点分析了静电放电(electrostatic discharge,ESD)导致的功率器件失效,引入了ESD电热理论模型.实验证明,该模型能快速准确地分析金属引线的抗ESD强度.     

铝合金焊接常见缺陷的产生原因及质量控制措施

铝合金材料在现代装备制造业中应用广泛,广东南车轨道交通车辆有限公司的代表产品CRH6型城际动车组的车体材料就是采用了铝合金。铝合金材料的可焊性较差,焊接过程中会出现很多缺陷,主要是气孔和裂纹较多。分析了铝合金焊接过程中造成气孔和裂纹的因素,提出减少气孔和裂纹的质量控制措施。     

铝型材防撞梁的碰撞断裂失效表征

作为汽车轻量化的重要材料,铝合金的脆性断裂问题不可忽视。该文以某汽车铝型材防撞梁为研究对象,开展了铝合金静态和动态拉伸、静态剪切、静态缺口、静态拉剪以及穿孔等力学性能试验,获取了铝合金材料在不同应变率下拉伸应力状态的力学特性,以及准静态拉压剪等不同应力状态下的力学属性数据,使用Swift-Hockett-Sherby本构描述铝合金材料应变硬化特性,基于LS-DYNA有限元法模拟对标拉压剪等不同应力状态试验,获得不同应力状态试验的失效单元的应力三轴度和Lode角信息,标定了铝合金材料的修正的Mohr-Coulomb(MMC)断裂准则。通过铝型材动态三点弯结构试验和模拟,验证了MMC断裂模型对于表征铝合金材料在不同应力状态下断裂失效的有效性。     

轧机油膜轴承衬套失效形式

轧机油膜轴承的失效,是指主要受力件———轴承锥套、衬套的损坏。一般锥套的损伤不多。衬套是油膜轴承的关键承载件之一,衬套失效必然导致轧机停产,给用户造成重大损失。造成衬套失效的原因是多方面的,诸如油膜轴承的间隙选择不当、巴氏合金的材料选择不当、材料的理化性能、浇注工艺、加工过程有误或涂油防锈、运输过程以及现场的清洗安装、维护使用不当、油膜轴承润滑系统的供油不足、润滑油品的劣化等等,都能造成衬套失效。失效的衬套必须经过仔细检查后,才能确定是返修还是报废。一般磨损不是十分严重的衬套经鉴定返修后可继续使用。以…     

暖风热交换器用铝合金复合材料折叠管失效分析

采用打压测试、金相显微镜、扫描电子显微镜对暖风热交换器用铝合金复合材料折叠管内腐蚀试验的失效原因进行了综合分析。结果表明：在暖风芯体折叠管的折弯处发生了多个位置的腐蚀泄漏,并非由材料内部含有异物或异常元素引起;开裂、起皱等表面质量缺陷是引起暖风热交换器腐蚀泄漏的直接原因,其腐蚀机制为缝隙腐蚀和电偶腐蚀的综合作用。改善成形管材的表面质量,可有效防止暖风热交换器腐蚀泄漏发生,提高使用寿命。     

三牙轮钻头滑动轴承失效分析

三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析。结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一。同时,轴承所受载荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因。     

HP型合金乙烯裂解管运行1.4万小时破裂原因分析

在仅运行不到1.4万小时就开裂失效的乙烯裂解管上取样,进行组织、成份和性能的观察与测定.发现裂解管有不同程度的渗碳现象;渗碳造成材料的性能和组织的变化;有组织缺陷部位渗碳严重,甚至达到渗透状态等问题.经分析认为,乙烯裂解管的工作条件和组织缺陷的存在所导致局部不均匀的渗碳,是造成该裂解管开裂失效的主要原因.     

6061-T4铝合金搅拌摩擦焊T型接头拉伸断裂实验研究

针对6061-T4铝合金搅拌摩擦焊T型接头力学性能开展了实验研究,首先通过显微观测分析了T型接头的缺陷特征,随后进行了沿蒙皮板方向和沿支撑板方向的宏观拉伸实验,利用数字图像相关(DIC)方法研究了接头的拉伸断裂行为.实验结果表明,焊接接头中均存在弱连接缺陷,且弱连接缺陷是导致接头沿筋板断裂的主要原因.沿蒙皮板方向拉伸时,接头的强度受焊接参数的影响不大,且其断裂主要是由热影响区(HAZ)材料软化且两侧材料强度差异较大所引起;沿支撑板方向拉伸时,试件首先在弱连接缺陷处萌生裂纹,裂纹在载荷作用下沿弱连接所在的方向扩展,并在试件另一侧靠近筋板处产生明显的应力集中区域,最终试件发生剪切断裂失效.此外,接头沿筋板方向抗拉强度随焊接转速的增加有增大趋势.     

孔隙及热流的非均匀性对发散冷却的影响

该文针对发散冷却中由于结构本身的缺陷或者是局部大热流而引起的传热恶化问题,通过对烧结多孔壁面发散冷却过程进行数值模拟,对孔隙及热流的非均匀性对发散冷却壁面温度分布的影响进行了分析。结果表明:在一定的条件下,结构上的缺陷、堵塞或者局部大热流能引发局部高温,并发生冷却失效;恶化的扩散可导致发散冷却的失败;影响恶化的温度梯度的主要因素有多孔颗粒的材料、注入率、冷却剂以及壁面所承受的热量。该文针对局部高温或大热流所引发的冷却失效,提出了通过非均匀孔隙率及改变颗粒直径的办法来预防冷却失效的产生和扩散。     

有效避免注塑模具失效的策略分析

模具受多种因素影响,导致使用寿命缩短,提前失效。本文从模具设计师角度出发,结合眼睫毛内塞模具设计案例,探讨模具结构和模具零部件设计思路,分析模具失效机理,从模具材料、零件加工与热处理和模具设计三个层面提出解决模具失效的策略,并从企业现实出发,提出企业生产过程中避免模具失效解决途径。     

基于可靠性强化试验的弹药储存性失效分析

可靠性强化试验技术把故障或失效作为研究的主要对象,通过发现、研究和根治故障达到提高可靠性的目的。它通过选择试验应力、激发缺陷、失效检测、失效分析改进和验证的一系列过程,用于在设计阶段提高产品的固有可靠性。因此可探索将可靠性强化试验技术应用于弹药储存性设计,而可靠性强化试验技术中失效与弹药储存性失效一致性则是将可靠性强化试验技术应用于弹药储存性设计的先决条件。研究指出,弹药的电子部件、机械部件强化应力下的失效与储存失效在机理和模式上具有一致性。     

航天用“七专“电路失效分析与产品可靠性

1 失效分析工作的重要性及工作内容 失效分析是通过对失效器件的理化试验分析和理论分析找出失效机理,提出减少或消除与失效机理相关失效模式的全过程.