7075高强度铝合金操作杆断裂失效分析

【目的】高压开关设备断路器试验样机内部高强度铝合金操作杆在特殊机械故障模拟试验过程中发生断裂，需要查明7075高强度铝合金操作杆断裂失效原因。【方法】利用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜断口分析等失效分析法对该操作杆断裂原因进行分析。【结果】研究发现，该操作杆的断口表面主要呈辉纹特征，属疲劳断裂。【结论】7075高强度铝合金操作杆断裂失效是由硬度偏低、强度不足造成的，当操作杆在模拟试验累计动作时萌生疲劳裂纹，最终导致操作杆发生裂纹的扩展和断裂。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

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。     

用于维修ZL45型复合滤棒成型机组的平台设计

【目的】解决由ZL45型复合滤棒成型机组所配备的大流量供料装置位置偏高，导致设备维修维护时存在较大的安全隐患问题。【方法】在原有结构的基础上，设计出一套可移动的维修平台，增加设备维修维护时的安全性。并利用有限元分析软件对可移动式维修平台结构进行仿真分析。【结果】结果表明，维修平台的最大应力为87.555 MPa，发生在维修平台与滑杠的连接处，其余部分的应力较小。维修平台的最大变形量为0.393 35 mm，主要发生在维修平台的连接板处。【结论】可移动式维修平台的结构能较好地满足用户的使用要求，为客户进行设备的维护维修提供强有力的帮助，同时增加维护维修时的安全性。     

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。     

区间通过能力临时失效条件下高速列车运行调整方法

【目的】分析高速列车运行模式及高速列车在运行过程中受到的多种外界干扰，在区间通过能力临时失效干扰的前提下，为高速列车运行调整提供一种可行的建模及求解方法。【方法】确定高速列车运行调整优化的目标函数，结合高速列车运行的实际情况，将列车运行调整过程转化成相应约束条件，建立区间通过能力临时失效条件下高速列车运行调整混合整数线性规划模型。同时，设计滚动时域算法对模型分阶段进行求解，力争在较短时间内给出调整方案。【结果】基于部分京沪高速铁路列车运行图数据，对所提出的模型与算法进行仿真验证与分析。【结论】仿真试验证明，采取调整方法可有效减小干扰对列车运行秩序的影响。     

反复加卸荷作用下两种岩石的变形与声发射特征研究

【目的】为了研究反复加卸荷作用下不同类型围岩在隧道施工及运营过程中的变形与破坏特征。【方法】选取花岗岩和砂岩试样进行等荷载反复加卸荷试验。【结果】研究结果表明：当应力水平低于裂缝损伤应力时，滞回曲线在循环过程中由疏至密；当应力水平高于裂缝损伤应力时，滞回曲线并不会表现出明显的密集特征；当应力水平低于裂缝损伤应力时，在第一次加卸载过程中损伤已基本形成，花岗岩发生的声发射事件有限，而砂岩声发射事件稀少，并在后续循环累积过程中损伤明显减少；当应力水平超过裂缝损伤应力时，两种岩石在循环加卸荷过程中会逐次产生明显的损伤，且应力水平超过裂缝损伤应力越高，损伤增长速度越快。【结论】循环荷载的增大会促进花岗岩内部裂纹的扩展，导致声发射事件变得活跃，而砂岩只有在应力水平提高至93%时，声发射事件才表现出明显间歇性增长规律。     

某核电厂离心式通风机振动问题处理的分析

【目的】对某核电厂一类联轴器连接的通风机频繁出现振动大的问题，分析其主要原因，为核岛风机长期良好运行提供建议。【方法】对叶轮质量不平衡、轴承径向游隙超标、联轴器问题进行分析和总结。【结果】结合实例论述了三圆平衡法消除不平衡质量，基于轴承径向游隙超标实例来比较两种轴承的摩擦力矩。通过受力情况来分析联轴器松动的振动特征，并基于物理模型来解释弹性套失效的振动信号特征。【结论】对风机以外引起振动的因素进行综合分析，将有助于更快、更直接地找到症结，并提出解决方案。     

预埋不同质量分数碳纳米纸对CFRP低温弯曲性能影响的研究

【目的】针对低温飞行环境下CFRP材料可能出现的弯曲断裂问题。【方法】本研究对预埋不同质量分数（碳纳米管质量为100 mg、300 mg、500 mg、600 mg、700 mg）碳纳米纸的CFRP层合板进行常（低）温条件下的三点弯曲试验。【结果】通过分析CFRP层合板的应力-应变曲线，探究温度及碳纳米纸中碳纳米管的质量分数对CFRP层合板弯曲性能产生的影响。【结论】试验结果表明，常温条件下，预埋碳纳米纸能明显提高CFRP层合板的弯曲性能。低温条件下，随着碳纳米纸质量分数的增高，其对CFRP层合板弯曲性能的增强效果先上升后下降，其中碳纳米管质量为600 mg时增强效果最佳。     

Σ型冷弯耐候钢构件屈曲失效模式量化识别仿真研究

【目的】为了避免在装配式钢结构建筑中应用冷弯耐候钢时，复杂截面形式和新型的材料属性对构件屈曲失效模式产生的影响。【方法】本研究利用约束有限条法对Σ型冷弯耐候钢构件的屈曲失效模式进行量化分析，通过构建不同厚度和长度的Σ型冷弯耐候钢构件在不同约束条件下的75个计算模型，对构件的屈曲失效模式特点进行研究。【结果】研究结果表明，采用冷弯成型的Σ型耐候钢构件比普通Σ型钢构件有更大的承载能力，且Σ型冷弯耐候钢构件有更好的承载能力和抗失稳能力。【结论】因此，带约束的有限条法能有效量化识别模型的屈曲失效模式，为冷弯耐候钢在装配式建筑领域的应用提供可借鉴的案例和方法。     

超高性能钢纤维增强混凝土腐蚀损伤的CT观察

【目的】为探究混凝土因钢纤维腐蚀引发的损伤行为，采用X射线计算机断层扫描技术对UHPSFRC试样的通电加速腐蚀过程进行无损测试。【方法】通过高分辨率的三维重建，对试样腐蚀损伤过程及分布特征进行可视化表征与定量分析。【结果】结果表明：钢纤维腐蚀造成UHPSFRC混凝土保护层发生由外到内的腐蚀损伤。随着通电时间的增加，钢纤维腐蚀速率加快，初始损伤区域的损伤程度加重。【结论】研究认为，X-CT可以作为研究钢纤维腐蚀及腐蚀诱导混凝土保护层损伤的有力工具，且具有较高的适用度与准确性。     

跨活断层公路隧道损伤规律研究

【目的】断层错动对隧道的安全运营往往会产生重要影响，因此需要探究活断层走滑错动对隧道的损伤特性。【方法】本研究以某跨活断层公路隧道为背景，建立三维弹塑性有限元模型，分析不同断层错动量及不同隧道断层交角下二衬的损伤规律。【结果】研究结果表明：二衬的轴向应变随错动量的增大而增大，主要表现为随着穿越角度的减小，轴向应变逐渐由拉应变转为压应变，与断层角度走向一致；二衬的拉伸压缩损伤随错动量的增大而增大，拉伸损伤沿隧道环向发展，压缩损伤主要分布于隧道拱顶和仰拱处，随着穿越角度的减小，二衬的拉伸损伤的程度和范围减小，二衬的压缩损伤区域从拱顶和仰拱处向隧道两侧边墙处发展，并在最后完全贯通。【结论】本研究可为跨活断层隧道工程的建设提供一定的理论参考。     

基于机器视觉的彩色塑料齿轮缺陷检测系统设计

【目的】彩色塑料齿轮受设计、制造等因素影响，可能会出现缺齿、短齿、披峰等缺陷，引起设备故障或局部失效。因此，对彩色塑料齿轮的品质进行检测显得尤为重要。【方法】本研究设计的彩色塑料齿轮自动检测系统包括硬件平台与软件系统，硬件平台可实现齿轮采样、定位及图像采集等功能，软件系统对采集到的图像进行处理与分析。【结果】经过试验测试与数据分析表明，该系统能有效检测齿轮品质，大幅度提高生产效率，降低生产成本。【结论】检测系统与产品的自动化流水线加工设备配套，可及时发现产品缺陷，最大限度减少经济损失，整个系统可实现高度自动化。     

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。     

过载对60Si2Mn钢弯曲疲劳性能的影响

对６０Ｓｉ２Ｍｎ钢的弯曲疲劳性能进行了研究，考察了拉伸过载和压缩过载对其弯曲疲劳行为的影响规律，并用扫描电镜对疲劳断口进行了观察和分析，结果表明，周期性的拉伸过载可以处宅弯曲疲劳寿命，而周期性的压缩过载则缩短弯曲疲劳寿命。     

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。