20CrMnMo吊杆螺栓断裂失效分析

20CrMnMo吊杆螺栓在安装过程中发生断裂,采用宏观分析、化学成分分析、扫描电镜断口分析、金相检验及表面硬度检验等方法对螺栓的断裂原因进行分析。结果表明,吊杆螺栓在渗碳淬火时,在圆弧过渡处形成约0.8mm深度的硬化层,导致该处强度较高,存在高的氢脆敏感性;之后的磷化处理中由于酸洗后脱氢不充分,导致圆弧过渡的应力集中处表面发生氢聚集,最终在安装应力作用下形成氢致裂纹,发生横向脆性断裂。     

机车柴油机曲轴断裂失效分析

应用理化检测手段,对某机务段发生早期断裂失效的柴油机曲轴进行了断口分析、金相分析、化学成分、力学性能检验。分析结果表明,曲轴油堵孔卡簧槽设计不合理,是造成曲轴疲劳断裂的主要原因。卡簧槽与油堵孔形成尖角引起的应力集中,以及曲轴表面氮化处理时在该处形成的网状氮化物,曲轴服役过程中在该尖角处萌生疲劳裂纹,成为疲劳源,并在交变载荷的作用下扩展,最终导致曲轴早期断裂。     

转K6型转向架外圆弹簧疲劳失效分析

对转K6型转向架外圆弹簧在疲劳试验时发生断裂的原因进行了分析,结果表明,弹簧簧圈外表面存在一个深度0.116mm、短轴长0.25mm的椭球形气孔,弹簧在交变应力的作用下,气孔处产生应力集中,最终导致弹簧早期疲劳失效。     

转向架安全吊装结构的断裂原因及改进对策

针对209P型客车转向架摇枕安全吊装结构螺栓孔处发生多起断裂问题,基于安全吊装结构受力分析,对断口进行理化检验,表明断裂为疲劳断裂,起源于应力集中的螺栓孔边缘处。采用有限元软件ANSYS建立安全吊装结构仿真模型并进行应力分析可知,螺栓孔边缘处在正常工况下受力不大,断裂主要与动应力有关。开展模态测试、线路动应力及振动加速度测试等动态试验进一步分析断裂原因,提出改进对策并进行运用考核。结果表明:安全吊座结构1阶模态92Hz与线路主频90Hz相近,引起列车运行过程中安全吊装结构振动放大,使安全吊座螺栓孔处承受较大的纵向交变动应力,导致螺栓孔薄弱处裂纹萌生并不断扩展,直至断裂;在保证安全吊装结构承载能力的前提下,将钢带结构的安全吊更改为钢丝绳结构的安全吊,通过改变安全吊装结构的模态可消除类似断裂问题。     

MT-3型缓冲器固定斜板断裂失效分析

通过外观检查、断口宏微观观察、硬度检测和金相检查对MT-3型缓冲器固定斜板断裂失效进行了分析.结果表明：裂纹扩展机制为准解理型断裂;非金属夹杂物等级为A1、D1,基体组织为回火马氏体＋上贝氏体;固定斜板在落锤试验中表面生成的淬火马氏体白亮层极易形成微裂纹,微裂纹在随后的冲击载荷作用下发生扩展,是导致固定斜板断裂失效的重要原因.建议提高缓冲器摩擦机构的装配精度.     

减速器传动轴断裂失效分析

某减速器在运行过程中,其传动轴发生断裂,通过成分分析、力学性能检测、宏观及微观金相观察、SEM形貌和EDS能谱分析等手段,分析了该减速器传动轴断裂失效的原因。结果表明:传动轴断裂形式为旋转弯曲疲劳断裂,轴表面加工缺陷沟槽处存在较严重的应力集中,运行时引起了疲劳裂纹的萌生及拓展,最终造成传动轴的断裂。     

机车转向架构架拉杆座弹塑性分析及结构改进

利用通用有限元软件ANSYS对机车转向架构架拉杆座安装结构进行弹塑性静态结构有限元分析,通过细化网格,对拉杆座的焊接部位进行缺陷模拟,指出焊接缺陷是影响结构使用寿命的主要因素。文章主要研究了结构焊接处模拟缺陷后在最大起动牵引力作用下的应力状态变化;针对拉杆座的结构形式,提出了改进方案。     

U71Mn钢轨断裂分析

通过宏观和微观观察,分析某铁路线重型钢轨发生异常断裂的原因。结果表明,轨底边缘曾受到机械碰撞而产生加工硬化及微裂纹,在应力及应力集中共同作用下,裂纹不断扩展至整个截面而导致重轨断裂失效,提出减少钢轨伤损发生的措施。     

扣件DI弹条非正常部位断裂原因分析及结构优化

通过对DI弹条非正常部位断裂的研究,发现扣件安装时弹条与铁垫板安装孔发生接触,致使弹条在中肢与尾部圆弧过渡区域产生应力集中,发生早期疲劳断裂。本文在研究弹条结构及安装方式的基础上,在弹条的中肢与尾部圆弧过渡区域引入"凹面"结构,对弹条进行结构优化,并通过扣压力和疲劳性能检测、实验室疲劳断裂检验、现场试铺检验等对带有优化"凹面"结构的DI弹条性能进行检测。结果表明:优化后的弹条扣压力和疲劳性能均合格,且能有效抑制因接触产生的非正常部位断裂,提高弹条性能。     

地铁高架线曲线段DTⅦ_2型扣件T型螺栓异常断裂研究

针对某地铁高架线曲线段DTⅦ2型扣件T型螺栓(简称T栓)出现异常断裂问题,通过对断裂T栓的金相分析,以及对钢轨动位移、轮轨力、T栓应力、钢轨表面不平顺、钢轨和T栓振动加速度的测试,进行DTⅦ2型扣件T型螺栓断裂研究。结果表明:T栓裂纹位于螺栓一侧的头部与杆部过渡位置,裂纹沿45°向螺栓头芯部扩展,T栓断裂为疲劳断裂;T栓断裂扣件的钢轨—T栓的振动加速度响应传递比在700~800Hz频率处存在振动放大与相位不同步现象;曲线内股钢轨存在较为严重的28mm短波波磨,当车速为75km·h-1时,钢轨振动加速度主频在700~800Hz之间,与T栓振动放大频率耦合。T栓断裂的主要原因为:部分T栓断裂扣件系统匹配状况不良,导致在700~800Hz频率处T栓振动放大,钢轨与T栓振动不同步;钢轨短波波磨诱发钢轨700~800Hz高频振动,T栓振动量级超过钢轨,造成T栓根部应力集中部位疲劳断裂。     

超千米公铁两用斜拉桥关键节点模型试验北大核心

为研究主桁整体节点构造的受力性能,结合在建沪通长江大桥,采用1∶2的几何缩尺模型,对其关键节点A60进行了模型试验研究和有限元理论分析。试验结果表明:在最不利荷载工况下,节点区域最大应力在材料的容许应力范围内,验证了节点设计的安全性与可靠性;节点最大应力出现在焊接处和圆弧过渡段,主要是该处应力集中所致;采用适当半径的圆弧过渡形式,可有效减小应力集中。试验结果验证了沪通桥关键节点设计的合理性,也为类似工程节点设计提供了重要依据。     

单天窗期横向拨轨更换无砟轨道伤损轨道板关键技术创新与实践

针对切轨更换法和抬高钢轨换板法更换轨道板的弊端,提出在不切断钢轨情况下单天窗期内采用横向拨轨换板法更换轨道板的全套技术,并进行理论分析、试验验证及工程实践。结果表明:横向拨轨换板法可实现在不切断钢轨的前提下更换伤损轨道板,避免无缝长钢轨的切割及后续焊缝处易断轨的潜在风险;根据换板区钢轨实际锁定轨温、实测钢轨温度及相关有限元分析与迭代计算等确定拨轨前换板区前后须松开扣件的最小长度,辅以可靠的轨道状态监控,可确保横向拨轨时长钢轨锁定轨温不变、钢轨应变在弹性范围内,无塑性变形或硬弯损伤;轨道板更换施工未对轨道结构动态响应产生不利影响,新轨道板与相邻原轨道板的振动加速度相差不大,满足动车组安全、舒适的运输要求。     

超千米公铁两用斜拉桥关键节点模型试验

为研究主桁整体节点构造的受力性能,结合在建沪通长江大桥,采用1∶2的几何缩尺模型,对其关键节点A60进行了模型试验研究和有限元理论分析。试验结果表明:在最不利荷载工况下,节点区域最大应力在材料的容许应力范围内,验证了节点设计的安全性与可靠性;节点最大应力出现在焊接处和圆弧过渡段,主要是该处应力集中所致;采用适当半径的圆弧过渡形式,可有效减小应力集中。试验结果验证了沪通桥关键节点设计的合理性,也为类似工程节点设计提供了重要依据。     

转向架悬臂件振动冲击试验研究

以一种螺纹连接的脚蹬为例介绍了转向架悬臂件按标准IEC 61373开展振动冲击试验的过程。试验中脚蹬连接杆的螺栓部分根部发生断裂,调整润滑方式、扭矩大小未解决问题,而更换橡胶材质的垫圈使试验获得通过。根据断口分析、有限元分析和螺栓校核,应力集中是断裂的主要原因,而采用橡胶垫的柔性连接消除了应力集中。     

地铁用e型弹条异常断裂原因分析

材质为60Si2Mn的某e型弹条进行疲劳试验时,当循环次数仅为60万次时发生断裂。为查找断裂原因,对e型弹条断裂处的形貌、能谱、金相组织、硬度和化学成分等进行分析。分析结果表明：由于弹条原材料表面存在拉伤沟和夹杂物,在疲劳试验过程中受高应力交变载荷的作用,在弹条拉伤沟处产生应力集中,并逐渐形成微裂纹。同时,由于回火马氏体的存在,导致形变过程中产生位错塞积,形成高应力区,加快裂纹扩展,最终导致弹条在较短时间内断裂。     

柴油机搭叠曲轴的应力和变形：第2部分：试验结果的整理

对第１部分中的试验结果（见《国外内燃机车》１９９９年第１期－编者）进行进一步的补充和分析，列举出一些可用于计算机称应力的剖面，一种通过曲臂的斜剖面对计算由扭转，纯径向弯曲和由曲柄销力产生的弯曲而引起的标称应力是最佳的，其宽度为ｈ（图１，即对称平面内连接曲柄圆角和主轴颈圆角的最短距离），基于这些标称应力的应力集中系数具有较好的可信度。     

钢轨接头螺栓的有限元应力集中分析

应用有限元接触分析方法 ,研究钢轨螺栓螺纹根部的应力集中。通过优化螺栓螺纹根部圆角半径和螺母结构、改变螺纹根部直径的方法 ,缓解螺纹根部的应力集中 ,改善应力分布 ,实现提高螺栓疲劳强度的目的。     

基于Ⅲ型弹条的新型地铁扣件设计研究北大核心

基于弹条Ⅲ型弹性分开式扣件设计了一种新型地铁扣件,从主要参数及结构设计方面将其与弹条Ⅲ型扣件作了较全面的对比,并对新型扣件系统的主要部件——铁垫板及螺栓的受力与变形进行了分析。新型扣件的设计关键点为:优化了铁垫板设计,增加其宽度和厚度,改善了传力性能;增大了螺栓孔处圆角半径,且在边缘设置小段切线;将挡肩与铁垫板下部连接处的直角连接改为圆弧过渡连接,并增设圆弧过渡区,减缓了突变处的应力集中,使得在最不利荷载作用下铁垫板的强度能够满足使用要求,有足够强度富余且其横向和垂向位移很小;减小螺杆长度,增大螺纹段的长度,使其在60 k N抗拔力和30 k N横向力荷载分别作用和共同作用下的受力更加合理,螺栓强度与套管强度均能满足使用要求,强度得到充分利用。新型扣件系统结构在使用寿命、养护维修方面具有一定优越性。     

基于Ⅲ型弹条的新型地铁扣件设计研究

基于弹条Ⅲ型弹性分开式扣件设计了一种新型地铁扣件,从主要参数及结构设计方面将其与弹条Ⅲ型扣件作了较全面的对比,并对新型扣件系统的主要部件——铁垫板及螺栓的受力与变形进行了分析。新型扣件的设计关键点为:优化了铁垫板设计,增加其宽度和厚度,改善了传力性能;增大了螺栓孔处圆角半径,且在边缘设置小段切线;将挡肩与铁垫板下部连接处的直角连接改为圆弧过渡连接,并增设圆弧过渡区,减缓了突变处的应力集中,使得在最不利荷载作用下铁垫板的强度能够满足使用要求,有足够强度富余且其横向和垂向位移很小;减小螺杆长度,增大螺纹段的长度,使其在60 k N抗拔力和30 k N横向力荷载分别作用和共同作用下的受力更加合理,螺栓强度与套管强度均能满足使用要求,强度得到充分利用。新型扣件系统结构在使用寿命、养护维修方面具有一定优越性。     

轮箍扣环槽点焊缺陷造成崩箍的失效分析

本文通过对一起因点焊机车轮箍扣环而致使轮箍在运用中崩箍的事例失效分析 ,表明现场在对轮箍装配时进行了非正常的维修操作 ,导致误点焊到扣环槽处 ,致使该处产生局部应力集中 ,并使轮箍在轮轨接触应力和紧箍应力作用下快速崩裂。