汽车零部件微动损伤问题的研究

介绍了微动磨损和微动疲劳这两种微动损伤模式的概念和机理;并以进气歧管支架和发动机悬置总成两个汽车失效零件为例,进行了结构分析和断口检验,确定了导致上述零件失效的原因是微动损伤引起的疲劳断裂。在此基础上,提出了相应的改进措施。     

某前轴转向节主销早期断裂原因分析

针对近期频出的转向节主销断裂问题,文章通过对比各类转向桥的故障率及失效形貌,得出主销与主销孔在使用中发生微动磨损,在主销表面产生微裂纹,最终引起主销疲劳断裂。通过采用42CrMo表面感应淬火主销代替原有的20CrMnTi渗碳淬火处理,增加了淬硬层的强韧性,其表面残余压应力较高,有效提高主销微动疲劳抗力,显著降低了转向节主销的早期断裂售后故障。     

发动机球墨铸铁连杆疲劳强度分析

发动机连杆采用高强韧性球墨铸铁制造，介绍了采用小子样升降法试验该种发动机球墨铸铁连杆疲劳强度的方法和结果，预测了不同存活率下连杆的疲劳强度，分析了疲劳断口特征，指出渣，气孔和疏松等铸造陷是造成连杆失效的主要原因，如不存在铸造缺陷，疲劳裂纹起源于工字筋中心的显微疏松处。     

锤击强化对焊缝焊趾疲劳强度的影响

高强度钢应用在承受疲劳载荷的焊接构件上要受到焊接接头疲劳强度的限制，焊接是一种会入缺陷的工艺，使得焊接接头的疲劳强度较基体的疲劳强度有大幅度的降低，只有改善高强度钢焊接接头的疲劳强度，才能提高焊接构件的疲劳寿命，充分发挥高强度钢的优势。焊后采用锤击表面强化处理改善焊趾处的缺陷，就能够使焊接接头的疲劳强度得到很大提高。     

采用优化喷丸强化工艺来提高粉末锻造连杆的疲劳强度

喷丸强化是提高机械零件疲劳寿命的一种常用的表面处理工艺，广泛地用于飞机、汽车及其他制造行业。球形铁丸时零件表面的冲击作用，会使其表层产生残余压应力，能减小零件承载时所产生的拉应力，从而提高其疲劳寿命。为量化分析喷丸强化的效果，用含2％Cu的锻造钢粉末制成连杆和试验试律，对其在喷丸和未喷丸状态下的疲劳特性进行了比较。由于零件的疲劳特性与其表面残余应力有关，所以采用X-射线衍射分析法来测定零件表面应力大小和应力深度，并确定喷丸强化的最优工艺参数。试验结果表明，经喷丸处理的连杆与试棒的疲劳强度明显高于未喷丸连杆与试棒的疲劳强度。     

SPR联接疲劳失效的研究

自冲铆接疲劳过程包括疲劳裂纹萌生、裂纹扩展和疲劳断裂等几个大的阶段。由于疲劳裂纹扩展占了自冲铆接大部分寿命,本文主要探讨了自冲铆接疲劳裂纹扩展的机理。对于连接中没有细观缺陷的地方,疲劳微观裂纹都是由不均匀的局部滑移、裂隙和显微开裂等引起的,然后经过裂纹扩展后达到疲劳失效;有缺陷的地方也可直接经裂纹扩展后最终疲劳失效,自冲铆接的疲劳扩展往往在铆接孔上发生。提出了提高疲劳强度的方法,对工程实践具有一定的指导性。     

某柴油机连杆结构改进与评估

针对某柴油机连杆在疲劳强度验证试验过程中发生的螺纹底孔位置断裂失效故障,进行了连杆试验载荷、材料性能、宏观断口及结构应力分析,指出了螺栓孔底部过渡尖锐造成应力集中是导致连杆在循环载荷作用下疲劳断裂的主要原因,据此提出连杆螺栓孔结构改进设计方案,通过结构应力仿真、疲劳强度仿真分析以及疲劳试验验证,结果均表明结构改进合理有效。     

冲压对车架疲劳性能的影响及其改进

测量冲压及机加工条件下09SiVL、16MnL和T52L3种车架常用材料的疲劳性能，针对车架的结构和工艺特点，分析冲压工艺对车架疲劳性能的影响。结果表明，由于冲压断面上存在剪切断裂区，冲压条件下材料的疲劳强度下降了约50％，保留冲压断面，最终将导致车架疲劳性能下降50％左右。提高车架疲劳性能应从改善冲压断面的表面状态入手。     

铝合金点焊接头疲劳性能研究及寿命分析

为了支持多环形纹路表面电极帽式铝合金点焊接头在车辆正向开发中的设计应用,设计并开展了一系列的铝合金点焊接头疲劳试验研究和疲劳寿命预测方法研究。过程中获得了点焊接头的载荷-寿命对应关系,总结了铝合金点焊接头疲劳强度受载荷方向、母材强度及厚度等因素影响的普遍规律,分析了铝合金点焊接头的疲劳失效破坏模式,并提出了评价铝合金点焊接头疲劳寿命的S-N曲线,可以有效指导铝合金点焊接头的抗疲劳设计开发工作。     

强化喷丸对渗碳齿轮表面接触疲劳裂纹形成与扩展的影响

导致渗碳齿轮接触疲劳裂纹形成与扩展的动力参数是齿轮次表面所受的最大切应力τmax与其表面硬度的比值,减小该比值可延缓齿轮表面接触疲劳裂纹形成与扩展过程,提高齿轮疲劳寿命.分析了强化喷丸工艺对渗碳齿轮次表面所受τmax和表面硬度的影响,通过强力喷丸引入的冷作硬化可使渗碳齿轮表面硬度明显提高;引入的高残余压应力可使渗碳件次表面所受的τmax显著减小.试验表明,齿轮渗碳后再按最佳工艺进行强化喷丸后,可显著提高齿轮表面的疲劳强度.     

海洋环境下耐候钢十字非传力焊接接头腐蚀疲劳性能试验研究

腐蚀疲劳严重危害在役钢桥服役安全。为研究海洋环境下耐候钢桁梁桥焊接节点的腐蚀疲劳性能,对23个Q420qFNH耐候钢十字非传力角焊缝焊接接头进行实验室干/湿交替中性盐雾加速腐蚀及腐蚀后疲劳试验,采用失重法得到试件的失重率和腐蚀速率,对接头腐蚀形貌及疲劳断裂失效的宏观断口形态进行分析,拟合得到经历不同腐蚀时长后试件的名义应力和热点应力S～N曲线。结果表明：耐候钢十字非传力角焊缝焊接接头疲劳裂纹均萌生于焊趾处并沿板厚扩展失效,疲劳寿命由焊缝控制,接头焊趾附近腐蚀坑的形成与生长加剧了焊接接头的疲劳裂纹萌生;焊接接头的疲劳性能劣化程度随腐蚀损伤效应的增加而增加,但疲劳强度折减量与腐蚀时间并未呈线性关系,锈层逐渐具有保护性;未腐蚀前名义应力和热点应力疲劳强度等级分别建议采用《公路钢结构桥梁设计规范》中的FAT80和Eurocode 3规范的FAT110进行评估,腐蚀后的疲劳强度折减量建议参照美国耐候钢桥指南规定C类细节选取。     

重型汽车发动机齿轮失效分析及改善措施

通过理化检验和扫描电镜等检验手段对失效齿轮进行了分析,同时对失效齿轮进行了结构分析,分析结果表明,失效齿轮的结构设计不好,导致了齿面接触面积小,缩小了接触疲劳强度,经过对齿轮的改进后,完成了台架疲劳试验。     

组合荷载下钢管混凝土焊接节点疲劳强度的研究

以往开展的钢管混凝土焊接节点疲劳强度试验研究只计入腹管轴力影响,但随着钢管混凝土材料应用的发展,一些结构形式中腹管所受弯矩不可忽略。本文利用有限元模型以及疲劳试验相结合的方法研究在轴力及弯矩组合作用下,"K"型节点钢管及钢管混凝土焊接节点的疲劳强度,以及失效机理。     

增压器涡轮轮毂疲劳可靠性分析与寿命预测方法

针对增压器涡轮由离心载荷所引起的轮毂疲劳失效模式,基于装甲车辆柴油机耐久性台架考核试验剖面,分析了增压器在不同工况下运行时涡轮转速的变化规律,计算了涡轮轮毂疲劳危险部位的应力历程.通过对涡轮轮毂疲劳强度模拟试验样件的疲劳性能测试,建立了涡轮轮毂疲劳寿命与应力之间的数学模型.在此基础上,研究了涡轮轮毂的疲劳可靠性分析与寿...     

U肋与横隔板焊接构造细节疲劳强度研究

为研究在车辆荷载反复作用下,正交异性钢桥面板U肋与横隔板焊缝构造细节处的疲劳强度是否满足疲劳设计要求,以九江长江公路大桥钢箱梁结构为研究对象,设计疲劳试样进行疲劳试验,得到了用于该构造细节处疲劳寿命评估的失效概率分别为50%及2.3%的应力幅~循环次数曲线,参照Eurocode 3规范,将疲劳曲线延长至长寿命区,提出适合该细节处的疲劳设计曲线及方程。依据实测车辆荷载谱及简化的有限元模型,选择合理的加载方式与荷载冲击系数,计算得到关注点的应力~时间历程曲线,并评估该构造细节的疲劳寿命。结果表明,在实测荷载谱作用下,该细节处最大应力幅值为24.49MPa,小于疲劳截止限,其疲劳强度满足疲劳设计要求。     

某商用车驱动桥壳纵向受力分析

本文以某商用车驱动桥壳为研究对象,借鉴国际先进纵向力疲劳试验标准,运用有限元分析和实物台架试验验证,发现驱动桥壳失效结果一致。通过对薄弱点进行优化设计,能有效提高驱动桥壳疲劳强度,对设计同类型的驱动桥壳有一定的参考意义。     

钢桁梁整体焊接节点疲劳性能模型试验

整体焊接节点钢桁梁具有广阔的应用前景,其疲劳性能由整体焊接节点所决定。以长清黄河大桥为研究对象,通过理论分析和两尺度疲劳破坏试验对钢桁梁整体焊接节点的疲劳性能进行了研究。首先通过全桥杆件内力分析和多尺度疲劳损伤分析确定了控制主桁疲劳性能的整体焊接节点位置及其控制构造细节;在此基础上设计了2类共21个试验模型,其中包括20个构造细节试样模型和1个足尺节段模型,进行了疲劳破坏试验,确定了整体焊接节点控制构造细节的主导疲劳开裂模式、应力集中系数和疲劳强度。研究结果表明：节点顶板、横梁上翼缘与节点板熔透对接焊连接细节是整体焊接节点疲劳性能的控制构造细节,其主导疲劳开裂模式为从节点板焊趾起裂并沿板厚扩展;实际受力模式下,控制构造细节中节点板焊趾应力集中系数为1.163,横梁上翼缘焊趾应力集中系数为1.789;2类试验模型的宏观疲劳裂纹起裂寿命均占总疲劳寿命的75%以上,故将2类试验模型的疲劳失效判据统一定义为出现宏观疲劳裂纹;基于此,2类试验模型所得到的控制构造细节疲劳强度等级基本一致;控制构造细节2种开裂模式名义应力疲劳强度等级均建议采用公路钢结构桥梁设计规范中的FAT80,热点应力疲劳强度均建议采用欧规中的FAT90。     

某重型车辆轮辋夹紧螺栓断裂问题分析

针对某重型车辆轮辋夹紧螺栓断裂问题,通过材料性能测试分析,定位螺栓失效模式为循环拉力作用下的疲劳断裂。通过对轮胎和轮辋的装配体进行受力分析,可知螺栓循环拉力是由地面作用于车轮的垂向力和侧向力所导致。计算得到直线行驶工况、常规转弯工况和极限转弯工况下的螺栓所受循环拉应力,分析可知在极限转弯工况下,螺栓所受循环拉应力大于疲劳强度许用应力,螺栓易发生疲劳断裂。     

离合器从动盘总成疲劳寿命的提高

离合器从动盘总成存在的主要问题是减振盘疲劳强度不足,为了提高离合器的疲劳寿命,使其在±2 000 N·m高扭矩条件下,疲劳寿命达到350万次以上.根据失效分析和对国外离合器剖析结果,按材料和工艺的不同组合制定了3种试验方案,并进行对比试验.试验结果表明,3种试验方案的离合器产品在±2 000N·m高扭矩台架试验条件下,疲劳试验寿命均达到350万次以上,寿命较改进前大幅提高.结构改进后,选用08钢能满足产品技术性能要求,而且经济性良好.     

自行车新国标GB 3565—2022疲劳强度解读与试验探讨

此文对新国标自行车安全要求GB 3565—2022中五大关键部件的疲劳强度规定与旧标准做分析解读，并对实现加载动态力的各类参数对疲劳失效的影响和实现做分析与探讨。