材料、结构和工艺因素对高强度螺栓疲劳性能的影响试验研究

对影响高强度螺栓疲劳性能的材料、结构和工艺等因素进行了较广泛的对比试验研究。比较了6种材料疲劳试样的疲劳性能;考察了硬度、再回火、去应力退火、表面脱碳、滚丝/磷化的先后顺序、头下圆角粗糙度、滚丝轮螺纹牙形、头下圆角过渡形式等因素对高强度螺栓疲劳性能的影响。     

低碳硼钢的氢致延迟断裂特性

15MnVB高强度螺栓是经热处理和酸洗、镀锌等表面处理后投入使用的。镀锌是钢吸氢的主要环节。本文叙述了用ITHAC—11型快速定氢仪对热处理及表面处理后的15MnVE钢中含氢量的测定情况、含氢量及去氢退火工艺对缺口试样延迟断裂的影响,指出15MnVB钢具有很大的氢脆敏感性,通过200℃、3～4小时去氢处理可获得良好的抗氢致延迟断裂性能。     

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。     

果子沟大桥Q370qE钢焊接对接接头的超声冲击试验研究

采用超声冲击技术对果子沟大桥Q370qE桥梁用钢焊接对接接头进行了全覆盖超声冲击处理(Ultrasonic Im-pact Treatment,UIT),并通过XRD、红山-10T型高频疲劳试验机等对UIT前后Q370qE焊接接头的表明形貌、残余应力、疲劳性能的变化进行了测试和分析。结果表明,UIT使左焊趾附近的残余压应力由-25.6 MPa增高达-240.8MPa,使右焊趾附近17.2MPa的残余拉应力转变为-196.3MPa的残余压应力;使焊接接头在应力R比为-1,应力范围为±270MPa的条件下,其疲劳寿命为22954,经超声冲击处理后焊接接头在相同条件下其疲劳寿命为46523。对比未处理试样,UIT处理试样的疲劳寿命至少提高了1倍多。     

高强度平行钢丝拉索抗疲劳性能试验研究

为探讨2 100 MPa高强度热挤聚乙烯平行拉索的抗疲劳性能，制作了265丝?7.0 mm-2 100 MPa锌-铝合金镀层钢丝拉索，进行了拉伸应力上限为945 MPa、拉伸应力变程为250 MPa、应力循环次数为200万次抗疲劳性能试验，检查索有无断丝情况、锚具及高密度聚乙烯等构件情况。在拉索断丝率小于2%、锚具和高密度聚乙烯护套等构件完好的情况下，将应力变程提高到280 MPa,进一步加载至250万次，在加载中观察其试验索有无断丝情况、锚固体、锚具区域的疲劳损伤情况和高密度聚乙烯护套抗疲劳状况。通过以上超200万次、高应力幅值抗疲劳性能试验，全面掌握?7.0 mm-2 100 MPa锌-铝合金镀层钢丝拉索抗疲劳性能。     

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。     

碳纤维索股粘结型锚具疲劳试验研究

为研究新研发的碳纤维索股内套管锥形粘结型锚具的抗疲劳性能,进行了应力水平为629～704.48MPa的200万次疲劳加载试验,测试了体现锚固性能的各项指标,分析了锚具各组件之间的相对位移量、锚固区碳纤维丝表面粘结力及疲劳后的残余极限承载力的变化情况。试验结果表明：各组件之间的相对位移量很小,且主要发生在前50万次循环加载过程中,之后趋于稳定,各组件之间相互协调性非常稳定;锚固区碳纤维丝表面粘结力失效程度小;锚环外表面环向应变几乎无变化,锚环工作状态良好;相比静力极限承载力,锚固系统疲劳后的残余极限承载力不会降低;该新型锚具抗疲劳性能优秀,在长期使用过程中具有很高的安全储备。     

汽车发动机气门弹簧残余应力的研究

根据气门弹簧失效机理和气门弹簧的应力分析,阐述了与钢丝轴线呈45°(或135°)方向的残余应力是直接影响气门弹簧疲劳性能的因素。采用X射线应力测试仪对去应力退火和喷丸强化处理两道关键工序中弹簧的内、外圈表面和不同喷丸强化处理参数下次表面的残余应力进行了试验,并对气门弹簧进行了模拟发动机实际工况疲劳试验验证,得到了气门弹簧在这两道关键工序中残余应力和疲劳性能的关系,为今后通过优化工艺来改善气门弹簧的疲劳寿命和性能奠定基础。     

达克罗涂层对STR车轮螺栓防腐性能的影响

通过对STR车轮螺栓的磷化、镀锌和达克罗处理,多角度分析比较了三种处理方式的优劣,结果表明:经达克罗及其后处理后的螺栓和螺母具有良好的润滑性、硬度和耐腐蚀性,试验前螺栓的拆卸次数越多,盐雾试验后其锈蚀程度越严重,其中达克罗螺栓的临界拆卸次数为10次;另外,本文展望了达克罗绿色环保特性在国内汽车业的发展前景。     

栓接钢箱梁高强度螺栓病害分析

某主跨618 m的栓接钢箱梁出现螺栓439套断裂、16 073套严重锈蚀的现象。采用病害情况调查、金相分析、化学成分分析、有限元分析等方法从材质初始缺陷、加工工艺、应力腐蚀、受力性能、疲劳断裂等方面分析断裂原因。结果表明，桥面积水从铺装破损处的连接接头渗入箱梁，引起的应力腐蚀是该桥高强度螺栓断裂的主要原因。基于该分析，对严重锈蚀和断裂的螺栓进行了更换，对渗水点进行封堵，高强度螺栓锈蚀断裂情况明显减少。     

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。     

螺栓拧紧试验曲线形态研究

对不同强度级别、截面及表面处理的螺栓的拧紧试验得到的曲线形态进行了对比研究，结果表明，螺栓拧紧过程中，弹性变形阶段的拧紧扭矩与轴向力保持同步增长。根据扭矩系数Ｋ值不同，螺栓会先后达到其最大轴向力点与最大扭矩点，且部分螺栓没有明显的形变强化过程。与未经热处理强化螺栓相比，经热处理强化的８．８级以上的高强度螺栓具有较高的抗拧紧扭矩过载能力。     

温度-盐分-冻融耦合作用下沥青混凝土疲劳寿命研究

为提高寒冷地区沥青路面的疲劳性能,对AC-16型沥青混凝土进行未冻融和冻融条件下的劈裂疲劳试验,得到了其应力疲劳方程.研究了温度、盐分和冻融循环次数耦合作用下,沥青混凝土疲劳寿命的变化规律.研究结果表明:沥青混凝土的疲劳寿命与其劈裂抗拉强度具有明显的相关性,即劈裂抗拉强度越高,疲劳寿命越大.温度、冻融循环和氯盐的侵蚀是影响沥青混凝土疲劳性能的重要因素.在相同的冻融循环温度下,随着冻融循环次数的增加,沥青混凝土疲劳寿命降低;在相同的冻融次数下,随着冻融温度的降低,沥青混凝土疲劳寿命降低.经饱和氯盐溶液冻融的沥青混凝土疲劳寿命明显低于经清水冻融的沥青混凝土疲劳寿命,说明盐分能够加剧沥青混凝土的疲劳破坏.     

钢板弹簧U形螺栓失效分析

图1为45Mn2钢制M14×1.5U 形螺栓,用以夹紧汽车钢板弹簧,经调质处理后硬度为 HB240～280,热处理调质工艺见图2。U 形螺栓工作时承受小能量多次冲击,应有较高抗拉、抗弯与抗扭强度,以及良好塑性、韧性和低的缺口敏感性。U 形螺栓冷、热加工过程是:φ15mm圆钢切断→拉光外圆→两头滚丝→冷弯→调质→校正 U 型口→镀锌→成品。. I     

螺栓力损失对焊接式索夹疲劳性能的影响

索夹在使用过程中将发生螺栓力的松弛,从而引起索夹构件上的应力幅发生变化;对于焊接式索夹,将导致焊缝处疲劳性能的变化。该文以万州新田长江大桥焊接式索夹螺栓力在运营过程中松弛情况为例,研究螺栓力松弛对其焊缝疲劳寿命的影响。首先分析焊接式索夹几何外形和构造特点,建立带螺栓的焊接式索夹数值模型;其次分析焊接式索夹在恒载和疲劳荷载下的应力分布,研究焊接式索夹的力学特性;然后对焊接式索夹施加不同螺栓力,研究在螺栓力损失下的应力幅的变化情况;最后,利用适合于该文研究模型的试验数据分析螺栓力松弛对焊接式索夹疲劳寿命的影响。研究结果表明：螺栓力损失虽然降低了焊接式索夹的焊缝应力,但却增加了焊缝的应力幅度,从而导致焊接式索夹焊缝疲劳寿命的下降,应力幅度越大,此种现象越明显。     

焊接残余应力对焊接构件疲劳性能的影响

焊接残余应力对焊接结构疲劳性能的影响是人们广泛关注的问题，由于影响因素复杂，因此，人们对焊接残余应力的影响产生了不同疑虑，也有了不同的评价。有的认为用平均应力来衡量焊接残余应力的影响，有的则用断裂力学中的手段来衡量，但它们都有着一些不可忽视的缺点。本文通过分析焊件焊缝处焊接残余应力，求出外载下焊缝上每一点的疲劳周次、焊件的寿命，从而避免了平均应力观点中平均应力的取值问题，应用比较方便。     

达克罗技术

回顾了达克罗技术的发展历程，综述了达克罗工艺及达克罗膜性能的检测，并对影响达克罗膜的因素加以讨论，分析了其性能优异的内在原因。同时，对达克罗处理液进行了初步研究，并展望了该技术的应用前景。     

渗碳齿轮的喷丸强化机理

本文就喷丸处理对汽车渗碳齿轮疲劳寿命的影响进行了研究，分析了喷丸处理对渗碳组织，残余应力、疲劳残纹的形成及扩展规律的影响。     

高强度螺栓延迟开裂组织敏感性的研究

延迟开裂是高强度螺栓等汽车零件重要失效形式之一，具有广泛性和多发性，有效地控制和防范延迟开裂的发生，在工程上有着非常重要的意义和技术指导性。通过对不同材料、不同热处理工艺、不同应力下高强度螺栓延迟开裂的敏感性试验，得出马氏体及其回火组织有较强敏感性的结论，同时提出了晶界滑移和低温蠕变的机理。     

新能源汽车电池模组固定螺栓断裂失效分析

某新能源汽车电池模组固定使用的高强度螺栓在振动试验过程中发生断裂，通过理化检验、装配工艺和振动测试情况多方面对螺栓断裂失效原因进行了调查分析。调查分析结果表明，螺栓装配不当形成疲劳源，在进行Z向振动时疲劳源在交变应力和失效螺栓的上下结合面处螺栓受径向剪切力的共同作用下不断扩展，最终导致断裂。