栓钉剪力键裂纹的超声波探伤研究

钢-混凝土组合梁中栓钉剪力连接件的疲劳问题已引起人们的重视，但目前尚缺乏有效的栓钉疲劳裂纹检测方法。为此，通过疲劳试验在推出试件上制造带裂纹的栓钉，并进行相应的超声波探伤检测。试验发现超声波可以检出栓钉中的疲劳裂纹，但存在较高的漏检率。     

高压管磁粉探伤

1 概述高压管是一种20#钢材质的能承受高温高压的工业管道,一些危害性的裂纹等缺陷的存在会使高压管在使用过程中产生严重危害,造成管道爆炸、气体泄漏等重大事故,为此使用高压管之前,对它进行母材的磁粉探伤显得尤为重要,在高压管原材料验收合格后方可使用。2 基本概念和特点磁粉探伤是利用缺陷处漏磁场与磁粉相互作用的原理,检测铁磁性表面及近表面缺陷的一种无检测方法。其基本原理是:当工件被磁化时,若在工作表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷,便会在该处形成——漏磁     

新型高性能钢板弹簧及其喷丸强化

本文研究了新型高性能弹簧钢38SiMnVB。该材料在热处理后获得高的强度和塑性及强韧性配合，与传统弹簧钢相比较，有高的疲劳性能，满足了新型汽车的技术要求。同时，通过板簧表面残余应力场的分析，讨论了喷刃强化对疲劳性能的影响。38SiMnVB板簧经喷丸引入高的表面残余应力和最大残余应力并达到一定的深度，疲劳裂纹萌生的循环周次较长，也表现出较强的减缓裂纹扩展能力，因而具有良好的疲劳性能。     

汽车零件隐蔽缺陷的检验

磁力探伤是利用电磁原理来检验金属零件的隐蔽缺陷。当磁通量通过被检零件时，若零件内部有裂纹。则在裂纹部位会由于磁力线的外泄形成局部磁极．产生一对有S、N极的局部磁场(图1)。若在零件表面上撒以磁性铁粉，或将铁粉与油的混合液通过零件表面。铁粉就被磁化并吸附在裂纹处，从而显现出裂纹的位置和大小。     

整车腐蚀试验中悬架弹簧断裂分析及解决方案研究

汽车悬架弹簧在整车腐蚀试验中发生断裂。采用电镜扫描、残余应力检测、化学成分检测、硬度检测、金相组织及脱碳检测、涂层厚度和附着力测量，对断裂失效样品进行了全面分析。分析结果表明，弹簧断裂的根本原因是在整车腐蚀试验中受到高速石击导致涂层破损产生裂纹源，并在腐蚀和疲劳的作用下使得裂纹进一步扩展，最终导致弹簧断裂。最后提出了采用双涂层的表面处理方法，使得弹簧抗石击的性能得到明显提升。     

用涡流检测分选驱动杆的材料裂纹

文章实际运用涡流探伤原理，采用magnatest ECM3．621涡流分选仪对主轴驱动杆零件的材料裂纹进行检测。在试验过程中，通过检测线圈的选择、缺陷样件的确定、检测参数的选定，建立了2套参数组和样品组，并达到了能够将带有材料裂纹的缺陷件分选出来的试验目的。     

涡流探伤技术的应用

本文主要介绍了涡流探伤技术在汽车不解体检测裂纹上的应用方法和优点。     

考虑机械约束的气缸盖低周疲劳试验与寿命预测

以某柴油机气缸盖为研究对象，开展了气缸盖低周疲劳试验方法研究和仿真分析评估工作，用以评价气缸盖的低周疲劳寿命。在试验研究中，考虑螺栓预紧载荷，结合刚度匹配计算，使气缸盖在试验状态下的预紧状况与整机接近，在燃气热负荷试验台上对气缸盖开展了2 000次低周疲劳考核，经探伤未发现热裂纹。基于子模型分析技术，运用塑性应变能理论，计算了气缸盖火力面考察点的低周疲劳寿命，分析表明，寿命最低的考察点位于排气鼻梁区，其寿命为2 863次。试验和仿真结果均表明，该气缸盖满足低周疲劳寿命大于等于2 000次的设计要求，验证了气缸盖低周疲劳试验方法的合理性和有限元分析的准确性。     

含裂纹汽车部件瞬态响应AR谱估计的子波分析法

探讨了一种新的结构疲劳裂纹检测技术，通过汽车驱动桥模型试验，利用子波变换多分辨分析技术，提取了淹没于响应信号中的微弱信号分量，并建立了裂纹信号的ＡＲ模型，试验和分析结果表明，利用子波分析和ＡＲ谱估计能较好地检测结构裂纹。。     

膜片弹簧疲劳断裂的试验分析

通过对几种典型的汽车离合器膜片弹簧的疲劳试验及分析，从力学方面分析了以下三个问题：（1）膜片弹簧疲劳断裂时，裂纹沿碟形部分窗孔径向发展的原因；（2）为什么导致膜片弹簧疲劳断裂的根源是Ⅱ点附近的疲劳源；（3）膜片弹簧上表面为什么也会出现多个裂纹源，且裂纹扩展到一定深度后停止发展。并用试验证明了离合器在正常运行的情况下，膜片弹簧子午截面上Ⅲ点附近不可能产生疲劳断裂的裂纹源。从而提出，在膜片弹簧设计时应以Ⅱ点应力来建立疲劳强度条件。     

基于超声导波的钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳裂纹检测方法

纵肋对接焊缝疲劳开裂作为钢桥面板结构的重要失效模式之一,严重危害桥梁结构耐久和安全运营。通过引入超声导波技术,结合对接焊缝的几何特点与疲劳失效特征,建立了基于超声导波的钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳裂纹检测方法。首先搭建了超声导波裂纹检测试验系统,并结合钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳试验,对超声导波检测纵肋对接焊缝裂纹的适用性和准确性进行了验证。在此基础上,通过数值分析方法探究了超声导波在纵肋对接焊缝局部区域的传播机制,并进一步分析了不同焊缝与裂纹参数对超声导波传播的影响规律。研究结果表明:采用超声导波方法能够有效检测钢桥面板纵肋对接焊缝的疲劳裂纹,并确定疲劳开裂的位置;超声导波有限元理论分析与试验测试结果符合较好,验证了有限元模型的正确性;采用单面激励的方式在纵肋中形成的超声导波包括A₀和S₀模态,其中A₀模态占主要部分,超声导波传递至焊缝形成的反射波以A₀模态为主,而较深裂纹形成的反射波以S₀模态为主;不同焊缝和裂纹参数对超声导波的反射波和透射波表现为差异性的影响。所采用的基于超声导波的对接焊缝疲劳裂纹检测方法,可为钢结构桥梁疲劳损伤的检测与监测提供科学依据。     

桥梁用长期监视装置的开发

介绍现有钢梁长期监测疲劳裂缝的方法，介绍超声波探伤原理，ＳＨ表面波探伤法，断丝表法在桥上的实际应用，疲劳裂缝监测装置的开发，还介绍了断线表的种类，监测装置的构成。     

基于健康监测数据的斜拉桥索梁锚固区焊缝疲劳萌生寿命预测

针对斜拉桥在通车运营不久就萌生疲劳裂纹的现象，以苏通长江大桥为工程背景，在建立焊接细节精细化有限元模型、分析焊接细节缺口应力集中系数和疲劳缺口系数的基础上，基于健康监测实测数据和局部应力应变法理论对索梁锚固区焊接细节处的疲劳裂纹萌生寿命进行预测。考虑到索梁锚固区焊接细节存在高值残余应力，分析了焊接残余应力对焊接细节疲劳裂纹萌生寿命的影响。研究结果表明，与下锚固板相连外腹板焊趾处的疲劳裂纹萌生寿命短于与上锚固板相连外腹板焊趾处的疲劳裂纹萌生寿命；焊接残余应力对疲劳裂纹萌生寿命的影响较大；考虑残余应力的疲劳裂纹萌生寿命较不计残余应力的疲劳裂纹萌生寿命下降60%左右。     

压铸镁合金AZ91HP疲劳性能的研究

研究了压铸镁合金AZ91HP在大气环境和在模拟海水(NaCl溶液)中的疲劳行为。试验结果表明，压铸镁合金AZ91HP疲劳裂纹产生于试样表面或近表面的铸造缺陷处；压铸镁合金AZ91HP在大气环境中存在疲劳极限，约为90MPa，而在模拟海水环境中不存在疲劳极限；模拟海水严重恶化了压铸镁合金的疲劳性能，并且随着施加载荷的降低影响加剧。     

焊接微裂纹缺陷对顶板与纵肋构造疲劳性能影响研究

为研究焊接微裂纹缺陷对正交异性钢桥面板顶板与纵肋构造疲劳性能的影响，首先采用扫描电子显微镜对实际桥梁结构的焊接断面进行缺陷检测，统计分析微裂纹尺寸和分布特性，然后基于既有试验和有限元分析方法，结合断裂力学理论，评估不同微裂纹缺陷对构造细节劣化效应的影响，并分析焊接微裂纹关键特征参数对构造细节疲劳性能的影响。结果表明：顶板与纵肋构造的焊趾及焊根处普遍存在微裂纹缺陷，焊根处微裂纹尺寸(平均值150.7μm、标准差100.8μm)大于焊趾处(平均值29.8μm、标准差17.4μm);顶板与纵肋构造细节主导失效模型主要由微裂纹尺寸决定；构造细节疲劳寿命直接由焊接微裂纹尺寸决定，其疲劳强度为100～200 MPa;疲劳裂纹最终扩展方向与焊接微裂纹初始角度无关，仅受实际受力状态影响。     

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.     

基于交变载荷下沥青路面使用寿命研究

运用断裂力学的相关理论,结合有限元方法,建立含表面裂缝的沥青路面结构三维有限元模型,计算了表面裂缝尖端的应力强度因子,通过分析裂缝的疲劳扩展来预测沥青路面的使用寿命。研究结果表明:表面裂纹形成初期,水平荷载对路面表面裂缝扩展影响较大。裂纹扩展阶段,张开型破坏占裂纹扩展的主导作用;增加面层厚度能有效抑制沥青路层裂缝的扩展;面层厚度增加,基层厚度增加,基层模量增大,面层模量降低,沥青路面疲劳寿命增速越大,疲劳寿命越长,但基层模量增加过大,易导致路面干缩开裂。     

某重型汽车后钢板弹簧断裂失效分析

文章通过断口分析、硬度检测、金相组织检验、化学成分分析对早期断裂失效的某重型汽车钢板弹簧进行了综合分析。分析结果表明:平衡轴壳边缘引起钢板弹簧表面划痕,在该位置产生应力集中,形成疲劳裂纹源,在交变应力载荷作用下钢板弹簧发生早期疲劳失效。     

钢桥面板纵肋顶板焊缝疲劳裂纹扩展的关键影响因素

正交异性钢桥面板疲劳问题突出，纵肋与顶板焊缝处是其关键疲劳易损部位，研究该部位疲劳裂纹的扩展过程并确定关键影响因素及其效应，有助于深刻理解其疲劳损伤机理。建立正交异性钢桥面板疲劳试验节段模型的有限元分析模型，将纵肋与顶板焊缝焊根处的疲劳裂纹近似为半椭圆形裂纹，基于断裂力学实现其扩展全过程的三维数值模拟。在此基础上研究初始裂纹的纵向位置和初始裂纹形状对疲劳裂纹扩展过程的影响，阐明扩展过程中的疲劳裂纹的形状变化，以及疲劳裂纹关键部位应力强度因子幅值的变化规律。研究表明：对于典型的正交异性钢桥面板纵肋与顶板焊缝，在纵向一段范围内，初始裂纹的纵向位置对裂纹扩展的影响不大；初始裂纹形状对裂纹扩展的影响主要体现在裂纹扩展的初始阶段，经过一段时间的扩展之后，不同形状的初始裂纹将演变为相对稳定的形状；持续一段时间后，裂纹将逐渐变得较为扁长；疲劳裂纹在深度方向上扩展超过约顶板厚度一半时，最深点的扩展速率将会减慢；深度相同的裂纹，形状越扁长时越倾向于向深度方向扩展，越不扁长时越倾向于向长度方向扩展。     

上海市外白渡桥剩余寿命与使用安全

以外白渡桥为例，详细介绍了一套综合传统疲劳分析和断裂力学的混合方法，并用以计算老钢桁梁桥剩余寿命。通过分析疲劳损伤累积可以得出各杆使用系数，以此可以确定各杆的检修优先级。在应用断裂力学时，采用了观测和超声波探测方法确定初始裂纹尺寸。通过裂纹扩展模拟，得出临界杆件剩余寿命。根据计算结果确定了该桥的检测间隔和维修对策。