机械装备的失效分析(续前) 第3讲 断口分析技术(上) 被引量：46

1

作者 王荣 《理化检验（物理分册）》 CAS 2016年第10期698-704,共7页

首先介绍了机械装备失效断口的三要素以及各种断口的基本形貌特征。然后,对于断口分析技术,从断口试样的获取方法到断口分析使用的仪器均进行了详细的介绍,并对断口的宏观分析及微观分析的内容、任务进行了详细归纳和总结;同时举例说明... 首先介绍了机械装备失效断口的三要素以及各种断口的基本形貌特征。然后,对于断口分析技术,从断口试样的获取方法到断口分析使用的仪器均进行了详细的介绍,并对断口的宏观分析及微观分析的内容、任务进行了详细归纳和总结;同时举例说明了通过对断口进行深入细致的宏观、微观分析,可以判断裂纹扩展方向、断裂源位置、断裂性质,甚至构件的二级失效模式。最后列举了几个失效分析案例,来说明断口分析技术在整个失效分析中所起的重要作用。 展开更多

关键词 机械装备 失效分析 断口分析技术 断口三要素 宏观分析 微观分析 二级失效模式

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扫描电镜(SEM)在失效分析中的应用 被引量：35

2

作者 石祝竹 莫煜 《装备制造技术》 2011年第11期142-144,共3页

失效分析是故障分析的重要方法,而扫描电镜为失效分析的重要手段,两者在工程领域有着广泛的应用,尤其是在断口分析中的应用。通过扫描电镜可以确定失效的形式和机理,对于确定故障的原因和制定措施起着关键作用。笔者通过工程具体的实例... 失效分析是故障分析的重要方法,而扫描电镜为失效分析的重要手段,两者在工程领域有着广泛的应用,尤其是在断口分析中的应用。通过扫描电镜可以确定失效的形式和机理,对于确定故障的原因和制定措施起着关键作用。笔者通过工程具体的实例,结合失效分析理论,应用扫描电镜的分析,针对具体工程问题分析了原因,并制定了措施,着重介绍了扫描电镜在失效分析中的应用。 展开更多

关键词 电镜扫描 失效分析 断口分析

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XCQ16和20Mn2车轴用钢疲劳失效的微观机理 被引量：10

3

作者 黄重国 董红磊 +2 位作者 袁清华 井溢农 任学平 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期988-994,共7页

利用扫描电镜(SEM)对XCQ16和20Mn2两种车轴用钢疲劳断口和裂纹扩展断口进行分析,研究疲劳失效过程中的裂纹萌生及扩展机理.结果表明:裂纹均是从试样表面萌生,非金属夹杂和位错是主要的萌生机制;XCQ16钢在疲劳断口中部区的裂纹闭合效应大... 利用扫描电镜(SEM)对XCQ16和20Mn2两种车轴用钢疲劳断口和裂纹扩展断口进行分析,研究疲劳失效过程中的裂纹萌生及扩展机理.结果表明:裂纹均是从试样表面萌生,非金属夹杂和位错是主要的萌生机制;XCQ16钢在疲劳断口中部区的裂纹闭合效应大于20Mn2钢,裂纹扩展较慢;两者在裂纹扩展区的扩展机理不同,XCQ16钢属于塑性断裂,20Mn2钢属于解理断裂;在非金属夹杂上,XCQ16钢多含氧化物和硫化物的混合夹杂,20Mn2钢主要是氧化物夹杂,混合夹杂对材料的疲劳性能影响较小. 展开更多

关键词 疲劳失效 断口分析 疲劳裂纹萌生 疲劳裂纹扩展 微观机理 非金属夹杂物

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钛合金薄板自冲铆接工艺及失效行为研究 被引量：9

4

作者 张先炼 何晓聪 +1 位作者 赵伦 邢保英 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第13期202-207,共6页

基于自冲铆接(SPR)技术,从降低板材硬度和提高铆钉硬度两个角度,实现了对TA1钛合金薄板的有效连接,并制备了TH(降低板材硬度)和TR(提高铆钉硬度)两组钛合金自冲铆接头。通过力学试验研究了两组接头的静力学和疲劳性能,并且基于三参数经... 基于自冲铆接(SPR)技术,从降低板材硬度和提高铆钉硬度两个角度,实现了对TA1钛合金薄板的有效连接,并制备了TH(降低板材硬度)和TR(提高铆钉硬度)两组钛合金自冲铆接头。通过力学试验研究了两组接头的静力学和疲劳性能,并且基于三参数经验公式采用S-N曲线拟合法绘制出接头S-N曲线。最后,从宏观角度分析两组接头的失效行为,并利用高真空扫描电镜(SEM)进行TR接头的微观断口分析。结果表明:从自冲铆接技术优势和工程实际角度考虑,TR接头的铆接方式比TH接头更具实际操作意义。TH接头的静失效载荷和能量吸收性能均优于TR接头;且两组接头的静力学失效形式均为铆钉断裂。而TR接头疲劳性能更优,且两组接头均出现了下板断裂和铆钉断裂的多种疲劳失效形式。此外,依据SEM观测结果推断出因下板断裂而失效的TR接头,其疲劳裂纹源于铆钉脚应力集中点,且首先沿板宽方向扩展,后沿板厚方向延伸,直至接头完全断裂失效。而因铆钉断裂而失效的TR接头,其断口呈现出典型的疲劳脆性断裂特征。 展开更多

关键词 自冲铆接 TA1钛合金 工艺研究 失效行为 断口分析

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钛合金同种/异种板自冲铆接头静态失效机理分析 被引量：9

5

作者 卢毅 何晓聪 +1 位作者 王医锋 刘福龙 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第15期104-108,共5页

对钛—钛、钛—铝及铝—钛接头进行了准静态力学性能实验,对比分析了这三种接头的静力学性能。采用扫描电子显微镜对接头断口形貌进行了观察,研究了接头的静态失效机理。结果表明:钛—钛接头的平均静强度(207.7MPa)大于钛—铝接头(144.8... 对钛—钛、钛—铝及铝—钛接头进行了准静态力学性能实验,对比分析了这三种接头的静力学性能。采用扫描电子显微镜对接头断口形貌进行了观察,研究了接头的静态失效机理。结果表明:钛—钛接头的平均静强度(207.7MPa)大于钛—铝接头(144.8 MPa)及铝—钛接头(126.6 MPa)。钛—钛接头断口微观特征为:上板与铆钉接触的不同位置被擦伤,铆钉断口为典型的沿晶断裂;钛—铝接头断口微观特征呈韧窝状,为典型的韧性断裂;铝—钛接头的上板被损伤,其与铆钉接触部位呈现出被摩擦的形貌,断口呈撕裂型韧窝状,为韧性断裂特征。 展开更多

关键词 自冲铆 钛合金 静强度 失效模式 断口分析

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风机的扭转振动及实例分析 被引量：6

6

作者 王英丰 《风机技术》 2017年第S1期54-58,共5页

本文结合实例,阐述了扭转振动产生的机理和条件,并对可能的后果作了介绍,最终给出了预防和解决扭振的方法。

关键词 扭转振动 激励 转子动力学分析 破坏 断口分析

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航空发动机用钛合金TC17疲劳失效研究 被引量：6

7

作者 王金龙 高斯博 +3 位作者 杨宇星 杜凤鸣 于静 王静思 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1203-1208,共6页

为了揭示钛合金TC17疲劳失效机理,本文针对钛合金TC17疲劳研究建立了适用于钛合金TC17的疲劳寿命预测模型。采用超声疲劳试验技术,对钛合金TC17进行不同应力幅值条件下的疲劳试验,并对试件的表面形貌进行定量检测。应用经典的两参数模型... 为了揭示钛合金TC17疲劳失效机理,本文针对钛合金TC17疲劳研究建立了适用于钛合金TC17的疲劳寿命预测模型。采用超声疲劳试验技术,对钛合金TC17进行不同应力幅值条件下的疲劳试验,并对试件的表面形貌进行定量检测。应用经典的两参数模型(Basquin模型),结合钛合金TC17疲劳试验结果,提出了超高频率载荷作用下的钛合金TC17应力-寿命(S-N)曲线。使用扫描电镜显微镜对试件断口形貌特征进行观察,分析表面粗糙度对钛合金TC17高周及超高周疲劳失效机理的影响及疲劳性能的劣化作用。结果表明:TC17疲劳强度为615 MPa,表面粗糙度是引起TC17疲劳失效的主要因素。研究内容对钛合金TC17零部件维护及寿命预测具有积极意义。 展开更多

关键词 钛合金TC17 寿命预测 疲劳强度 表面粗糙度 表面失效 疲劳试验 应力强度因子 断口分析

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复杂力热载荷下推力室内壁失效机理研究

8

作者 吴有亮 刘潇 +2 位作者 孙冰 金平 田原 《强度与环境》 CSCD 2024年第1期31-36,共6页

大推力氢氧火箭发动机在经过多次试车后,推力室内壁会产生不同程度的裂纹,严重影响发动机的工作可靠性。为了分析复杂力热载荷下推力室内壁的失效机理,本文根据发动机实际工作过程涉及预冷-工作-后冷-松弛四个阶段,分别计算了经过单次... 大推力氢氧火箭发动机在经过多次试车后,推力室内壁会产生不同程度的裂纹,严重影响发动机的工作可靠性。为了分析复杂力热载荷下推力室内壁的失效机理,本文根据发动机实际工作过程涉及预冷-工作-后冷-松弛四个阶段,分别计算了经过单次和多次工作循环的内壁应力应变情况,并针对试车分解后的内壁材料进行断貌分析和金相检查。仿真与材料分析结果表明:内壁面的失效机理为疲劳和棘轮共同作用下导致通道中心点处残余拉应变不断累积,不断向外鼓起,而内壁材料在高温下会出现晶粒粗化和再结晶现象,导致材料性能出现不可逆的下降,加速了结构失效,最终产生裂纹。 展开更多

关键词 推力室 失效机理 疲劳 断貌分析 裂纹

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DP780高强钢胶接点焊的工艺优化及断裂特征分析 被引量：5

9

作者 曾凯 孙晓婷 +1 位作者 邢保英 冯煜阳 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期77-83,I0009,共8页

基于Box-Behnken Design(BBD)方法,开展DP780高强钢胶接点焊工艺试验研究,建立了工艺参数(焊接电流、焊接时间、电极压力)与响应值(能量吸收值、失效载荷)之间的多元回归方程,并通过试验验证了模型的可靠性.结果表明,焊接电流和焊接时... 基于Box-Behnken Design(BBD)方法,开展DP780高强钢胶接点焊工艺试验研究,建立了工艺参数(焊接电流、焊接时间、电极压力)与响应值(能量吸收值、失效载荷)之间的多元回归方程,并通过试验验证了模型的可靠性.结果表明,焊接电流和焊接时间对能量吸收值和失效载荷的影响均呈正相关性,而电极压力对能量吸收值和失效载荷的影响均呈负相关性,获得胶接点焊最优工艺参数为焊接电流8 kA、焊接时间150 ms、电极压力0.3 MPa,对应参数下接头的能量吸收值达到93.22 J,失效载荷达到17 688.46 N.在静拉伸试验条件下,胶接点焊接头存在焊核拔出和界面撕裂两种接头失效形式,且前者对应着较高的能量吸收值和失效载荷,焊核拔出的断口呈现出典型的韧性断裂特征,界面撕裂的断口呈现出解理断裂为主、韧性断裂为辅的特征. 展开更多

关键词 胶接点焊 能量吸收值 失效载荷 工艺参数优化 断口分析

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初生α相对Ti6242s合金在保载疲劳载荷作用下微区塑性变形的影响

10

作者 张明达 史栋刚 +3 位作者 胡春东 曹京霞 黄浩 黄旭 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2317-2325,共9页

分析Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(Ti6242s)合金的组织特征和疲劳性能的关系。微观组织定量分析结果显示,不同温度固溶处理对初生α相的比例和形貌有明显影响,这些微观结构特征的变化对Ti6242s合金的室温拉伸性能和低周期疲劳性能有轻微的... 分析Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(Ti6242s)合金的组织特征和疲劳性能的关系。微观组织定量分析结果显示,不同温度固溶处理对初生α相的比例和形貌有明显影响,这些微观结构特征的变化对Ti6242s合金的室温拉伸性能和低周期疲劳性能有轻微的影响,但是对室温保载疲劳和保载疲劳敏感性有明显影响。随后分析证实了Ti6242s合金在保载疲劳载荷作用下存在相对较强的应力集中和不均匀微区塑性变形情况。而且,通过对疲劳失效断口形貌分析也证实了Ti6242s合金在室温保载疲劳下形成小平面特征和附近的准解理断裂区域特征,相关测试结果恰好对应等轴初生α相和附近的软相/软晶粒的微观组织应力应变分布表征结果。因此,在具有较低体积分数等轴初生α相的合金中形成相对较低程度的微区不均匀塑性变形,有助于降低裂纹萌生的概率并延迟裂纹扩展,从而改善保载疲劳性能。 展开更多

关键词 钛合金 疲劳测试 背散射电子衍射 微区塑性变形 失效断口分析

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轴流压缩机叶片失效断裂分析 被引量：4

11

作者 黄晓虹 唐翠蓉 杨刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第20期221-222,226,共3页

轴流压缩机在运行过程中叶片发生失效断裂,通过断口显微观察、能谱分析和力学性能测试对叶片断裂原因进行了研究。结果表明:叶片断裂面中存在着一个组织疏松的孔洞缺陷,该孔洞成为裂纹源,裂纹源在交变应力的作用下萌生裂纹并不断扩展,... 轴流压缩机在运行过程中叶片发生失效断裂,通过断口显微观察、能谱分析和力学性能测试对叶片断裂原因进行了研究。结果表明:叶片断裂面中存在着一个组织疏松的孔洞缺陷,该孔洞成为裂纹源,裂纹源在交变应力的作用下萌生裂纹并不断扩展,最终导致叶片出现疲劳失效断裂。 展开更多

关键词 轴流压缩机 叶片 失效断裂分析

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往复式压缩机缸头螺栓失效原因分析 被引量：1

12

作者 刘畅 《炼油与化工》 2019年第4期40-41,共2页

螺栓连接为机械设备中最常用的紧固方式,在强震以及交变载荷的反复作用下,螺栓可能会失效,且在各种金属构件出现故障中,断裂危害最大。文中针对某次压缩机故障停机,从螺栓断裂失效角度出发,结合各项检测结果,分析了压缩机缸头螺栓失效... 螺栓连接为机械设备中最常用的紧固方式,在强震以及交变载荷的反复作用下,螺栓可能会失效,且在各种金属构件出现故障中,断裂危害最大。文中针对某次压缩机故障停机,从螺栓断裂失效角度出发,结合各项检测结果,分析了压缩机缸头螺栓失效的原因。 展开更多

关键词 螺栓断裂 断口失效 断裂分析 脆性断裂

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NC50钻杆接头失效原因浅析 被引量：2

13

作者 张毅 赵鹏 《宝钢技术》 CAS 2002年第5期22-26,共5页

对发生纵裂、刺穿的NC5 0钻杆接头进行了失效分析。结果表明 ,接头用钢的化学成分、金相组织、机械性能符合API标准及订货技术条件。失效的原因是打井时狗腿较大 ,造成接头上的侧向力加大 ,引发接头与井壁摩擦产生热龟裂 ,直至开裂、刺穿。

关键词 钻杆接头 失效分析 断口分析 油田

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双向应力对缺口失效评定图的影响 被引量：2

14

作者 王威强 李爱菊 +1 位作者 刘振连 孙明运 《青岛化工学院学报（自然科学版）》 1996年第1期60-65,共6页

文中通过弹塑性有限元方法探索了双向应力对缺口失效评定曲线的影响，并比较了缺口与裂纹失效评定曲线。研究表明在双向应力作用下，缺口在Ｊ积分守恒性、Ｊ积分数值以及失效评定曲线的变化上都有着与裂纹在这几方面上相似的规律。进一... 文中通过弹塑性有限元方法探索了双向应力对缺口失效评定曲线的影响，并比较了缺口与裂纹失效评定曲线。研究表明在双向应力作用下，缺口在Ｊ积分守恒性、Ｊ积分数值以及失效评定曲线的变化上都有着与裂纹在这几方面上相似的规律。进一步说明失效评定图方法也是缺口弹塑性断裂评定的极好方法。 展开更多

关键词 双向应力 失效评定曲线 缺口 断裂分析

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304不锈钢U形波纹管疲劳失效研究 被引量：2

15

作者 倪洪启 齐寅龙 王凤双 《现代制造技术与装备》 2016年第9期43-44,共2页

本文对304不锈钢U形波纹管进行疲劳性能试验后,使用断口分析、金相分析等手段对试样进行分析。结果表明:疲劳断裂的波纹管裂纹在内部随机产生;胀形后的波纹管晶粒内有滑移带等缺陷的生成,是导致疲劳断裂发生的主要原因。

关键词 U形波纹管 疲劳失效 断口分析 金相分析

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直通高压管汇接头断裂原因分析 被引量：2

16

作者 卿辉 刘阳 《分析仪器》 CAS 2013年第6期122-125,共4页

通过化学成分分析、金相组织观察、力学性能检测、宏观微观分析及断口分析,对40CrNiMoA直通高压管汇接头断裂原因进行分析。结果表明,机械加工缺陷和热处理不当是导致直通高压管汇接头断裂的主要原因。

关键词 40CrNiMoA直通高压管汇 失效分析 断口分析

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TA1/AA5052压印接头力学性能研究与断口分析 被引量：2

17

作者 王医锋 何晓聪 +2 位作者 曾凯 张越 赵伦 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第13期13-16,共4页

采用压印连接技术制备了TA1-AA5052(钛—铝)和AA5052-TA1(铝—钛)压印接头,对两种接头进行了拉伸—剪切试验。观察了压印接头的截面结构特征并对比分析了这两种压印接头静力学性能,对接头失效部位进行了断口分析。结果表明:铝—钛接头... 采用压印连接技术制备了TA1-AA5052(钛—铝)和AA5052-TA1(铝—钛)压印接头,对两种接头进行了拉伸—剪切试验。观察了压印接头的截面结构特征并对比分析了这两种压印接头静力学性能,对接头失效部位进行了断口分析。结果表明:铝—钛接头失效载荷约1112.68N,而钛—铝接头失效载荷约为铝—钛接头的2.79倍,接头静态失效模式为颈部断裂失效;铝—钛和钛—铝接头断口形貌均为韧性断裂韧窝状断口形貌,但钛—铝接头的吸收能量值大、断裂抗力较强。 展开更多

关键词 压印接头 拉伸-剪切试验 数理统计 失效模式 断口分析

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钛合金异质自冲铆接头力学性能及失效机理分析 被引量：2

18

作者 刘洋 何晓聪 +1 位作者 邓聪 邢保英 《实验力学》 CSCD 北大核心 2018年第1期119-126,共8页

对钛合金异质单搭及T型自冲铆接头进行拉伸-剪切实验和剥离实验,对比接头的静力学性能,用扫描电子显微镜对接头典型断口进行研究,分析其微观失效机理。结果表明：TA1-Q215接头的最大失效载荷大于相同搭接类型的TA1-AA5052接头;TA1-AA505... 对钛合金异质单搭及T型自冲铆接头进行拉伸-剪切实验和剥离实验,对比接头的静力学性能,用扫描电子显微镜对接头典型断口进行研究,分析其微观失效机理。结果表明：TA1-Q215接头的最大失效载荷大于相同搭接类型的TA1-AA5052接头;TA1-AA5052单搭接头因下板断裂失效,为韧性断裂特征;TA1-Q215单搭接头上板铆钉孔撕裂处为韧窝形貌,铆钉与下板分离过程中,下板发生塑性变形并与铆钉产生严重刮擦现象;TA1-AA5052T型接头因铆钉与下板分离失效,下板出现明显的撕裂棱;当TA1-Q215T型接头失效形式为铆钉与上板分离时,上板撕裂处为准解理断裂机制;当铆钉与下板分离时下板撕裂处为韧性断裂,铆钉从下板剥离过程中产生刮痕。 展开更多

关键词 TA1钛合金 自冲铆接 静力学性能 失效机理 断口分析

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TA2受电弓角断裂失效分析 被引量：1

19

作者 孙朋朋 李瑞武 +2 位作者 张麒 孙二举 齐风华 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2019年第12期929-932,937,共5页

采用化学成分分析,拉伸试验,金相显微镜和扫描电镜等方法对TA2受电弓角断裂原因进行了分析。结果表明:TA2受电弓角的断裂为疲劳断裂,疲劳源位于螺栓孔处弯管的外壁,断口有清晰的贝纹线特征,疲劳扩展区观察到疲劳辉纹;螺栓孔的左侧靠外... 采用化学成分分析,拉伸试验,金相显微镜和扫描电镜等方法对TA2受电弓角断裂原因进行了分析。结果表明:TA2受电弓角的断裂为疲劳断裂,疲劳源位于螺栓孔处弯管的外壁,断口有清晰的贝纹线特征,疲劳扩展区观察到疲劳辉纹;螺栓孔的左侧靠外壁处有明显的挤压变形痕迹,螺栓孔受到高频次的碰撞或外力挤压是TA2受电弓角发生疲劳断裂的主要原因。最后提出了相应的改进措施。 展开更多

关键词 TA2受电弓角 疲劳断口 失效分析 断口分析

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孔探仪堵盖组合件弹簧失效原因分析及改进 被引量：1

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作者 付延英 王全 翟贤超 《科技创新与应用》 2018年第20期119-120,共2页

某型高压压气机孔探仪堵盖组合件弹簧断裂,文章采用宏观分析、断口微观形貌分析、成分分析等手段对弹簧断裂性质进行了分析,判定弹簧为疲劳断裂,疲劳起源于弹簧表面,针对弹簧断裂原因,提出了有效的改进措施。

关键词 弹簧失效 断口分析 疲劳断裂

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