摩托车车架断裂分析

采用金相检验、扫描电镜等分析手段，对摩托车车架的断裂进行了分析。结果表明，造成断裂的主要原因是焊接热影响区存在焊接裂纹，在应力作用下裂纹逐渐扩展导致疲劳断裂，并对材料的基体、热影响区的金相组织进行了讨论。     

客车底盘焊接接头疲劳裂纹扩展速率研究

研究ＥＱ１１７０ＫＡ城市客车底盘焊接接头疲劳裂纹扩展速率的规律结果表明：焊接接头各部位疲劳裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ与应力强度因子（ΔＫ）之间符合Ｐａｒｉｓｅ公式；焊接接头不同部位的疲劳裂纹扩展速率各不相同，主要受组织和焊接残余应力的影响；并且母材的裂纹扩展速率最快，热影响区次之，焊缝裂纹扩展速率最慢。疲劳裂纹扩展速率主要受组织和焊接残余应力的影响。     

汽车用6K31铝合金直流缝焊试验研究

采用单相次级整流缝焊机对汽车用6K31铝合金进行了缝焊工艺试验，并对接头的组织和性能进行了分析讨论。试验结果表明，6K31铝合金缝焊接头的热影响区硬度最低，是接头的最薄弱环节；拉剪试件的起裂部位为韧性断口，裂纹的扩展区及最后断裂区为混合断口。     

曲轴轴承座裂解槽参数对裂尖应力应变场的影响

裂解技术的核心问题是人为构造缺口,在缺口处形成应力集中,产生初始裂纹源,裂纹扩展直至最终断裂。本研究以某轿车曲轴轴承座为研究对象,利用解理断裂正应力判据作为理论依据,运用断裂力学软件Abaqus模拟分析了不同缺口参数下,裂解前裂尖处的应力应变场。通过模拟分析,研究裂解缺口参数对解理断裂判据中各参量值的影响。分析结果表明:曲轴轴承座材料QT500常温呈脆性,缺口不敏感;鉴于裂解中要考虑裂纹形核、扩展、缺口加工及裂解载荷等问题,初步确定了曲轴轴承座裂解槽的优化参数。经试验验证,缺口参数优化后获得了理想的裂解效果。     

车门用异种镀锌钢板激光焊接工艺及性能研究

针对车门用0.7 mm厚的St17E和FC180/340HD异种镀锌钢板，开展激光焊接试验研究。研究关键工艺参数（激光功率、焊接速度）对焊缝表面形貌和横截面的影响，分析焊接接头微观组织分布特征，评估接头力学性能。研究结果表明，激光功率和焊接速度分别为1 300 W和2.0 m/min时，焊接飞溅较少，焊缝表面光滑。随着激光功率增加和焊接速度减小，焊缝熔深和面积增加。焊接接头的St17E母材区的硬度最低，焊缝区硬度远高于母材区。优化参数条件下获得的焊接接头拉伸试样在St17E母材区发生断裂。     

差压铸造铝合金车轮支架的疲劳失效对比研究

为了阐明某车型三差压铸造铝合金车轮支架在相同台架试验过程中的疲劳寿命差异较大的原因,通过化学成分、力学性能、断口、金相以及CAE等分析手段,研究了这些车轮支架的失效机制。结果表明,这3种车轮支架的化学成分和力学性能相近,且开裂的裂纹源区均位于高应力区。不同的是,在疲劳寿命最高的车轮支架的裂纹源区中没有明显的缺陷,而在疲劳寿命中等的车轮支架的裂纹源区中存在凹坑和氧化夹杂,在疲劳寿命最差的车轮支架的裂纹源区存在大量的微观孔隙聚集、Si元素偏析、氧化夹杂以及针状Fe相。上述微观结构的差异是造成这些车轮支架表现出不同疲劳寿命的主要原因。     

热成型前防撞梁防断裂优化设计

针对焊接对热成型前防撞梁碰撞性能影响进行了详细分析,并针对焊缝结构进行了布置优化。结果表明热成型焊接热影响区母材脆化,抗拉强度下降40%,导致ODB偏置碰撞时防撞梁横梁在焊缝处断裂,优化焊缝布置结构,减小焊缝长度可有效防止防撞梁横梁断裂。     

点焊结构应力应变场数值模拟分析

采用ANSYS数值模拟软件,对点焊结构焊点附近的应力应变状况进行了详细的分析。分析结果表明,在点焊接头中应力和应变的分布是不均匀的,焊核中心的应力比较小,高应力区主要存在于热影响区内,即点焊接头热影响区附近是易于产生破坏的主要区域,且应力发展趋势是从母材贴合面与焊核交界线向外扩展。模拟分析试样变形状况与试验室点焊结构剪切拉伸疲劳试样的变形形状基本吻合,说明利用有限元数值模拟试验分析是可行的。     

考虑初始缺陷的水泥基复合材料细观开裂研究

为了研究微观初始缺陷对水泥稳定碎石基层材料（CTB）细观开裂的影响，基于离散元法（DEM）和随机算法构建了细观非均质随机骨料数值模型，结合参数反演确定了模型细观参数，并引入裂隙网络（DFN）来表征水泥砂浆内部的微观初始缺陷。通过虚拟半圆弯曲（SCB）试验模拟了细观开裂过程，比较分析了数值模拟结果和试验结果，并进一步研究了裂隙密度和宽度对结构细观开裂的影响。结果表明：细观断裂模型的数值模拟结果和试验结果基本吻合，模型能较好地表征细观随机开裂行为；材料的宏观开裂是由于细观损伤的累积导致，宏观裂纹的产生经历了平稳扩展和快速贯通的过程；张力是裂纹演化的驱动力，裂纹通常沿着砂浆与骨料的界面薄弱区进行扩展；微观缺陷显著影响水泥基材料的力学性能和断裂行为，初始裂隙通过诱导微裂纹的扩展与贯穿，降低结构整体强度，但是在一定程度上增大了结构的容许形变，其中20~40 m·m^-2的裂隙密度和0.3~0.45 mm的裂隙宽度对材料强度影响最为显著，施工过程中合理控制裂隙密度和宽度对于提高材料抗裂能力有益。所构建的细观模型可以很好地捕捉微裂纹的扩展和贯穿过程，能够实现对细观断裂的精确模拟，为探索水泥基复合材料的破坏过程和机理提供了一种新的研究手段。     

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。     

客车左前轮转向节断裂分析

采用金相检验、扫描电镜等分析手段，对客车左前轮转向节断裂进行了分析。结果表明，转向节采用了存在粗大魏氏组织的30号钢制造，该转向节未经调质热处理，断裂起源于加工刀沟的缺陷处，在过载冲击载荷作用下，裂纹逐渐扩展，导致转向节早期疲劳断裂。     

1800 MPa级超高强热成型钢板电阻点焊工艺优化与性能分析

针对1 800 MPa级超高强热成型钢板电阻点焊存在十字拉伸强度(Cross Tension Strength,CTS)力值不足的问题,采用在常规一段式电流焊接参数的基础上增加一段缓冷电流的双脉冲焊接参数进行改善,并通过正交实验,找到能够达成CTS标准的最佳缓冷式(双脉冲)焊接参数:预压20 ms,第一段通电时间420 ms,通电电流9 kA,冷却时间40 ms;第二段电流7.2 kA,通电时间400 ms,保压260 ms,电极头直径8 mm,电极压力4.5 kN,实现CTS提升约55%。进一步对两种焊接参数的断口形貌、CTS试验焊点失效模式、熔核与HAZ(热影响区)交界处磷/硫元素偏析以及焊接接头硬度与组织进行分析。结果表明,缓冷式焊接参数可以有效改善断口形貌呈现塑性断裂特征;缓冷电流可以消除第一段电流导致的第一熔核与HAZ交界处的磷/硫偏析;缓冷电流可以使熔核处硬度降低约30 HV,从而增加熔核的韧性,同时使HAZ软化区的宽度加宽约0.6 mm。     

14MnNbq焊接件全范围疲劳裂纹扩展性能研究

由试验获得桥梁用钢14MnNbq焊接件的疲劳裂纹扩展da/dN、ΔK数据点及其疲劳门槛值ΔKth,断裂韧性Kc近似采用相同厚度母材试样得到的结果。采用四参数Forman公式利用多元线性回归法拟合试验数据,给出了14MnNbq焊接件的全范围疲劳裂纹扩展的表达式。在应力比R=0.05,0.25,0.50条件下Forman公式拟合曲线与试验数据吻合较好;相对于母材而言,在疲劳开裂和稳定扩展初期焊接件疲劳裂纹扩展速率较高。     

基于改进的内聚力模型模拟沥青混合料裂纹扩展

通过带预切口的三点弯曲梁断裂试验评定沥青混合料的断裂行为,测定不同温度条件下(0℃、5℃、10℃)的断裂能,研究其裂纹扩展规律.结果表明,随着温度升高,沥青混合料黏弹性影响增大,裂纹萌生、扩展需要消耗更多能量,断裂能逐渐增大.利用损伤因子对内聚力模型法向应力与张开位移关系进行改进,提出改进的内聚力模型,并利用改进的内聚力模型和扩展有限元法对带预切口的三点弯曲梁Ⅰ型裂纹扩展进行数值分析,数值结果与试验结果吻合较好.     

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。     

谈汽车零件的常见裂纹及其预防和修复

文章列举了汽车零件常见裂纹的形式和裂纹产生、扩展、断裂的原因，并提出其其预防措施。     

汽车门限位器限位臂失效分析

通过光谱仪、OM、硬度计、SEM和能谱仪等设备对断裂的汽车车门限位器拉杆臂的化学成分、显微组织、显微硬度和微区化学成分及断口形貌进行表征,分析其断裂原因。结果表明,QSTE420TM钢的组织为铁素体+珠光体,在失效件断口截面发现长条状的MnS夹杂物沿着带状组织分布,裂纹沿着MnS夹杂物扩展。钢中过多的长条状MnS夹杂物是导致裂纹萌生和扩展的主要原因,最终导致限位臂断裂。     

基于应力强度因子的旧水泥路面沥青加铺层反射开裂特性研究

在路面改造中,旧水泥路面加铺沥青是一种十分有效的方法,但容易出现反射裂纹的问题。该文运用断裂力学和有限元数值模拟相结合的方法,研究在交通载荷作用下沥青表层反射裂纹扩展情况。通过应力强度因子对产生病害的路面进行了疲劳断裂寿命预估。探讨了裂纹反射深度、沥青加铺层弹性模量和厚度对产生病害路面疲劳断裂寿命的影响。研究表明:反射裂缝在交通载荷作用下以Ⅰ和Ⅱ型扩展为主;整个反射裂纹上最危险点在裂纹的边缘,比较容易发生裂纹扩展;交通载荷作用在水泥混凝土板边缘处对路面破坏最严重;反射深度越深,剩余的疲劳断裂寿命越少;增加沥青加铺层的厚度和降低沥青加铺层的弹性模量能够增加其疲劳断裂寿命;相比改变加铺层弹性模量,增加加铺层厚度对于路面的疲劳断裂寿命影响更明显。     

支架类零部件失效模式分析与改进建议

以支架类零件失效为主要研究对象，针对支架螺栓孔卡压损伤引起的失效、螺栓孔微动磨损导致零部件失效、支架刚性突变引起的失效、零部件制造缺陷（毛刺、微裂纹）以及焊接类支架焊缝失效进行了失效分析，着重从零件结构特点、裂纹源形貌进行了研究，提出了改进建议。     

锈蚀钢丝疲劳断口分析与寿命预测

为了研究桥梁锈蚀高强度钢丝的疲劳性能以及疲劳断裂机理,并为基于断裂力学理论的锈蚀高强度钢丝疲劳寿命评价提供试验依据,以服役10余年的漂浮结构体系的拱桥吊杆退役钢丝及人工加速腐蚀钢丝为试验样本,对这2类钢丝进行了不同应力幅下的疲劳试验;利用扫描电镜分析了锈蚀钢丝的疲劳断口形貌特征以及疲劳断裂失效过程,对比分析了2类锈蚀钢丝疲劳源的蚀坑尺寸;考察了2类锈蚀钢丝初始裂纹应力强度因子及剩余断裂韧性,并与既有的钢丝疲劳阈值和断裂韧性指标进行了比较;采用三参数公式对锈蚀钢丝应力-寿命(S-N)曲线进行了拟合,对比了不同锈蚀程度钢丝S-N曲线的差异;针对锈蚀钢丝高应力幅的疲劳寿命特征,运用线弹性断裂力学方法对其进行了分析。结果表明:随着腐蚀程度的增加,钢丝的疲劳性能下降;表面蚀坑分布较密时,容易诱发多源裂纹并表现出不规则的裂纹扩展规律;萌生主裂纹的蚀坑阈值条件主要由疲劳裂纹扩展阈值ΔK_(th)控制;锈蚀钢丝S-N曲线在低应力范围下出现拐点,符合三参数公式的拟合规律;锈蚀钢丝的裂纹扩展寿命所占比例较大,基于一定初始裂纹尺寸假设得到的疲劳裂纹扩展寿命SN曲线能较好地反映锈蚀钢丝中等寿命区的平均疲劳行为。