轴类零件自动矫直裂纹检测原理及应用

裂纹检测识别系统是用于轴类零件矫直的全自动矫直机的重要组成部分。裂纹检测识别系统能够在轴类零件矫直过程中对其进行裂纹识别检测。以应用广泛的WOLTER裂纹检测识别系统为例，介绍了与全自动矫直机配套的裂纹检测识别系统的结构、工作原理、主要参数的意义及调整范围。并提出了裂纹验证方法，预防和减少裂纹产生的措施。     

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。     

钢筋混凝土护栏裂纹对其安全防护性能影响

利用有限元仿真方法,针对280 kJ的单坡面和F型坡面钢筋混凝土护栏、520 k J的组合式护栏,计算分析裂纹对其安全防护性能的影响,建立具有裂纹的280 kJ的单坡面和F型坡面钢筋混凝土护栏、520 k J的组合式护栏试验段及520 kJ的玻璃纤维筋混凝土护栏试验段,采用实车碰撞试验方法深入分析裂纹对混凝土护栏安全防护性能的影响。研究结果表明:裂纹存在处混凝土护栏不连续,但由于混凝土纵向加强筋和竖向加强筋的存在,使得护栏作为纵向连续结构其整体安全防护能力并未减弱,因此,混凝土护栏裂纹对其整体的安全防护性能影响甚微。     

浅析液化气体运输车常见裂纹缺陷

液化气体运输车在使用过程中产生的缺陷主要为表面缺陷,其表现形式主要为裂纹、变形、腐蚀等.裂纹是在用压力容器常见的缺陷.特别是用低合金高强度钢制造的压力容器更易产生焊接处裂纹的缺陷,严格焊接人员操作规程,使用组对工装减少应力或改变局部的连接方式,是防止裂纹缺陷产生的有效途径.     

钢淬火十种裂纹分析及对策

本文就钢淬火出现的纵向裂纹、横向裂纹、弧长裂纹、剥离裂纹、网状裂纹、冷处理裂纹、磨削裂纹、线切割裂纹、疲劳断裂、应力腐蚀裂纹等十种裂纹进行了分析并给出了相应的对策。     

面外变形下钢桥的疲劳贯通裂纹扩展行为研究

为了解钢桥的疲劳贯通裂纹在面外变形作用下的发展规律,对其扩展行为进行研究。制作双轴对称长方形钢板试件进行面外变形疲劳试验,选取5种应力比(0、-0.25、-0.5、-0.75、-1)进行加载,得到应力比为-1时的裂纹前沿为V形,其他应力比时裂纹前沿基本以1/4椭圆状为主。将得到的裂纹前沿引入到数值模型中,对应力比为-1与0时的裂纹扩展情况进行数值分析,通过J能量积分法计算得到沿不同裂纹前沿的应力强度因子分布。结合既有应力强度因子计算公式和数值计算结果,提出基于实际裂纹前沿的面外变形作用下的疲劳裂纹应力强度因子计算公式修正系数,针对不同的裂纹长度建议在0.43~0.54取值。     

钢桥面板横隔板多裂纹扩展三维数值模拟及其特性研究

针对正交异性钢桥面中横隔板弧形开孔处存在的多裂纹这一特殊情况,采用通用有限元软件ANSYS建立了含多裂纹的有限元数值模型。基于所建立的数值模型,通过计算精度较高的相互作用积分法得到裂纹尖端应力强度因子K,并将其作为基本参量对多裂纹的扩展特性进行分析研究。研究结果表明:正交异性钢桥面板中初始存在多条裂纹时,随着荷载循环作用次数的增加,裂纹扩展将发展成以其中一条裂纹作为主裂纹进行扩展,剩余裂纹则在扩展至一定长度后停止扩展;横隔板弧形开孔边缘产生的角裂纹后期将扩展成穿透型裂纹,该处疲劳裂纹扩展到后期为穿透型疲劳裂纹。     

含裂纹的涡轮增压器转子系统动力特性研究

为获得裂纹对涡轮增压器转子系统动力特性的影响,将其简化为涡轮盘根部含开斜裂纹的双盘悬臂转子,并建立了该系统动力学模型与微分方程。利用四阶Runge-Kutta法进行求解,研究有无裂纹两种情况下系统的动力学行为。结果表明,在所考虑的参数范围内,无裂纹系统在高速时出现拟周期运动。而裂纹系统在1/3Ωc、2/3Ωc附近有3倍周期、拟周期等更丰富的非线性行为,且裂纹减弱了高速时油膜力的作用。结论可为裂纹故障诊断提供理论参考。     

超高周疲劳作用下花岗岩裂纹演化过程研究

为探索超高周疲劳作用下花岗岩内部裂纹的演化机理,构建符合矿物实际分布特征的颗粒流模型,对其进行超声疲劳加载,通过超声疲劳试验加以验证。结果表明:超高周疲劳作用下,花岗岩微裂纹主要由拉张应力机制产生的。在宏观裂纹出现前,矿物晶体边界微裂纹占主导,随宏观裂纹出现,晶内裂纹占比逐渐增大并处于主导地位。     

重庆鹅公岩大桥桥面及綦江段路面裂缝维修工艺

以重庆鹅公岩大桥桥面裂纹及綦江段混凝土路面裂纹维修为例，介绍其维修工艺及材料。     

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。     

含裂纹悬臂板的动力特性研究

研究了根部含裂纹悬臂矩形弹性薄板的动力特性。讨论了由窄裂缝代替裂纹，将裂缝边缘作为自由边界处理的可行性，继而导邮了一种用常规有限元求解含裂纹悬臂板固有特性的处理方法，并计算出不同裂纹长度时板的固有频率，其结果与实验值吻合良好。说明了用计算频率可以代替裂纹扩展的监控。     

几种感应淬火裂纹及其防止方法

淬火裂纹,是感应淬火时经常遇到的一种缺陷,是造成废品的主要原因之一。我厂在感应淬火中,就曾遇到过多种形式的裂纹,因此,分析淬火裂纹的形成条件、影响因素,探讨其防护措施,是感应淬火工作中应该重视的一个方面。     

单坡型桥梁混凝土护栏裂纹防撞性能影响分析

由于混凝土材料抗拉强度低的特点,单坡型桥梁钢筋混凝土护栏通常是带裂纹工作的。为了研究裂纹对于单坡型桥梁钢筋混凝土护栏防撞性能的影响,总结了单坡型桥梁钢筋混凝土护栏裂纹特点,并进一步分析了单坡型桥梁钢筋混凝土护栏裂纹的类型。在此基础上,本文采用文献资料调研、理论分析以及计算机仿真方法分析了单坡型桥梁钢筋混凝土护栏裂纹对其防护能力的影响,认为虽然混凝土材料在裂纹处不连续,但由于钢筋的存在,不会影响护栏作为纵向的连续结构整体发挥安全防护作用,因此裂纹对单坡型桥梁钢筋混凝土护栏的防护能力没有影响。本文最终通过实车碰撞试验对分析结果进行了验证。     

腐蚀拉索钢丝的双蚀坑应力强度因子研究

目前针对腐蚀钢丝剩余疲劳寿命的理论研究,通常采用将点蚀坑模拟为单裂纹,计算其应力强度因子,通过线弹性断裂力学的计算方法进行.由于腐蚀钢丝中往往出现多个典型蚀坑相邻的情况,有必要研究多蚀坑分布情况下应力强度因子的变化问题.该文研究了拉索钢丝双蚀坑裂纹的相互影响行为.考虑了两条裂纹在钢丝不同轴向距离以及周向不同角度分布的情况,利用有限元软件计算出不同分布状态下主裂纹裂纹尖端各积分点的应力强度因子,对比分析与单蚀坑裂纹应力强度因子的参数关系,得到了相互影响系数在不同状态下的分布情况.在单裂纹应力强度因子计算基础上,提出了引入修正系数来计算双蚀坑裂纹应力强度因子的简化计算思路,进一步拟合了其简化计算公式,且拟合程度良好.研究表明:当裂纹轴向间距大于主裂纹深度3.8倍时,裂纹之间不存在相互影响作用,两条裂纹投影面重叠部分应力强度因子减弱,其余部分加强,加强部分应力强度因子计算可采用该文拟合公式,为双蚀坑裂纹的计算分析提供了更加简便的计算方法.     

铸铁件的冷焊法

缺陷检查焊前对铸件缺陷(主要指裂纹)的检查是非常重要的,只有全部发现问题,才能处理彻底,其做法如下:①用5～10倍放大镜查出裂纹的最终点。②将裂纹不明显的部位用火焰加热到200℃左右,用热胀冷缩法将不明显的裂纹显示出     

直角域衬砌和裂纹对SH波的影响

利用镜像法与Green函数法,对直角域中圆形衬砌与直线裂纹对SH波的散射及地震动问题进行分析,得到其稳态响应。利用镜像法得到了满足水平、垂直边界应力自由的波函数解析表达式。根据圆形衬砌边界上位移应力连续条件建立方程组。利用裂纹切割法构造直线裂纹,得到了圆形衬砌周边的动应力集中系数与裂纹尖端动应力强度因子的解析表达式。     

钢结构表观裂纹监测技术对比与展望

随着钢结构的广泛应用,其疲劳开裂问题也日益得到重视,尤其是对钢结构开裂情况把握的实时性需求日益迫切。首先总结和对比分析了常用钢结构疲劳开裂检测手段的技术特点和局限;而后结合钢结构开裂实时信息获取的现实需求,引入了钢结构表观裂纹监测的概念,提出了在统一时间尺度下疲劳裂纹发展过程追踪的自动化监测与识别方法。通过微视距成像设备裂纹信息采集、图像拼接、裂纹分割及基于深度学习的自动化识别,实现裂纹扩展形态信息的自动获取。分析与研究表明,计算机视觉技术在钢结构裂纹监测领域的应用与发展可以突破目前该领域的技术局限。     

基于有限元法的柴油机曲轴裂纹扩展模拟研究

以某型直列柴油机曲轴为研究对象,建立曲轴的有限元模型,采用子结构技术对有限元模型进行模态缩减。应用AVL.Excite进行曲轴的多体动力学仿真,经过应力恢复得到曲轴的应力分布,确定易产生裂纹的危险截面。采用1/4节点等参退化奇异单元模拟裂纹前沿应力奇异性,建立曲轴表面裂纹扩展的有限元模型,对不同深度椭圆裂纹的应力强度因子进行计算,最后拟合应力强度因子与裂纹深度的近似表达式,预测了其裂纹扩展寿命。     

基于金属磁记忆的钢桥典型对接焊缝裂纹检测试验研究

对接焊缝为钢桥上典型的焊缝形式,其位置处的裂纹准确检测对于桥梁的维护加固有着重要的意义,但是常规的检测方法并不能很好地检测到焊缝处的裂纹,因此,针对对接焊缝开裂问题,进行基于金属磁记忆方法的裂纹检测试验研究。分别对预制裂纹前后钢板表面的磁信号进行扫描,分析磁信号法向分量与裂纹之间的关系,从而确定金属磁记忆法检测裂纹的有效性。结果表明:钢板的初始焊接缺陷及焊接残余应力的存在使得钢板表面磁信号分布曲线交织在一起,形成多个封闭区域。与无裂纹时相比,含有裂纹的焊接钢板表面的磁信号,其扣除初始信号后的分布曲线近似于"正弦式"的跳变,磁探头提离高度值的大小与曲线波峰值及波谷值的绝对值呈负相关,并且不同提离高度值下曲线的交点位置近似于裂纹的中心位置,波峰波谷之间距离的数值与裂纹的长度近似相等,据此可以判断裂纹的位置。