然而,所采用的测试方法,特别是分析程序的差异,似乎导致了更多的问题,而不是提供了一个理解潜在机制的框架。例如,循环疲劳断裂(力学)分析程序背后的假设是什么?分析的测量包括载荷、位移和分层长度,类似于准静态试验,同时忽略层级或以下微观局部裂纹的随机发生,这些裂纹可能受到局部应力场(包括内部残余应力)的影响,这些应力场与从施加的整体载荷假设的应力强度不同。因此,缺乏这样的理解框架随后阻碍了测试数据在材料开发和结构设计中的应用。
本文对中空轴断裂进行了分析。本文报道了一起双引擎教练机事故的调查。事故发生的原因为右发电机失灵和油压过低。根据警告和后续事故,确定了主要故障。故障涉及 J85 涡喷发动机附件驱动齿轮箱 (ADG) 和输入驱动组件 (IDA) 上的中空轴的疲劳断裂。确定断裂是由扭转载荷作用于连接 ADG 和 IDA 的中空轴引起的。由于载荷超过了制造商作为系统保护部件设计的极限值,中空轴断裂。虽然成功确定了主要故障,但对断裂的触发原因进行了进一步分析。通过详细的断口和金相研究,确定了断裂的根本原因是作为驱动单元的 ADG 和作为驱动单元的 IDA 之间的中空轴未对准。
摘要。曲轴是内燃机的关键部件之一,需要有效和精确的工作。在本研究中,研究的目的是识别曲轴中的应力状态,并通过有限元分析解释汽车曲轴的故障和曲轴的疲劳寿命。使用 SolidWorks 设计和开发曲轴模型的 3D 实体造型。对 L 型双缸曲轴进行静态结构和动态分析,以确定曲轴关键位置的最大等效应力和总变形。使用疲劳工具在动态载荷条件下对模型进行测试,以确定疲劳寿命、安全系数、等效交变应力和损伤。本研究的结果表明,曲轴有明显的疲劳裂纹,属于疲劳断裂。疲劳断裂的发生只是由于在循环弯曲和扭转作用下润滑孔边缘的扩展和起始裂纹所致。总体而言,曲轴在静态和疲劳载荷下都是安全的。在动态分析中,应避免频率响应曲线中获得的临界频率,否则可能会导致曲轴失效。
摘要。曲轴是内燃机的关键部件之一,需要高效、精确地工作。本研究的目的是通过有限元分析确定曲轴中的应力状态,并解释汽车曲轴的故障和曲轴的疲劳寿命。使用 SolidWorks 设计和开发了曲轴模型的 3D 实体造型。对 L 型双缸曲轴进行静态结构和动态分析,以确定曲轴关键位置的最大等效应力和总变形。使用疲劳工具在动态载荷条件下测试模型,以确定疲劳寿命、安全系数、等效交变应力和损伤。本研究的结果表明,曲轴有明显的疲劳裂纹,属于疲劳断裂。疲劳断裂的发生仅归因于在循环弯曲和扭转下润滑孔边缘的扩展和起始裂纹。总体而言,曲轴对于静态和疲劳载荷都是安全的。在动力学分析中,应避开频响曲线中得到的临界频率,否则可能造成曲轴失效。
摘要。飞机起落架(ALG)的失效主要是由于振动疲劳引起的。其主要失效模式为疲劳断裂。目前,ALG的可靠性计算通常采用基于二元状态假设的应力强度干涉(SSI)模型。而实际情况是,强度随时间的推移而退化,失效与成功的界限模糊,二元状态假设与事实不符。针对这一问题,本文采用隶属函数(MF)表示振动疲劳失效模式下强度退化引起的模糊安全状态。此外,提出了一种基于模糊失效域(FFD)的ALG模糊可靠性模型(FRM)。最后,通过仿真算例验证了方法的可行性。通过将FRM的仿真结果(SR)与静态SSI模型和动态SSI模型的SR进行比较,验证了该方法的合理性。FRM可以在不考虑逐渐退化过程的情况下计算可靠性,因此应用更为广泛。
左发动机非包容性故障是由高压压缩机 (HPC) 第 8 级圆盘中的疲劳裂纹引起的。疲劳裂纹始于圆盘腹板的后表面,并穿过腹板并沿圆周方向发展。断裂区域在腹板后表面附近具有晶间外观,在远离起始点处具有穿晶外观。穿晶区域表现出与低周疲劳裂纹扩展一致的条纹。 GE 在预测第 8 级盘后腹板的低周疲劳裂纹萌生寿命时考虑了最坏情况(最高应力和温度以及最低材料特性),并发现其低周疲劳萌生寿命约为 29,800 次。(疲劳断裂可分为起始阶段和扩展阶段。在起始阶段,材料结构由于周期性载荷而发生变化,但未形成裂纹。最终形成裂纹并开始增长,表明扩展阶段开始。FAA 咨询通告 33.70-01 使用了该概念
关键项目 — 为本质量条款的目的,关键项目是指图纸或规范中标识为关键安全项目 (CSI)、疲劳断裂关键项目 (FFC)、断裂关键项目 (FC)、耐久性关键项目 (DC)、维护关键项目 (MC)、任务中止关键项目 (MAC)、安全关键项目 (SC) 和飞行科学关键项目 (FSC) 的零件。关键项目还包括图纸上标识的可互换-可替换 (I-R) 特征的项目。数字化生产定义 (DPD) — 任何数字数据文件中直接或间接披露物理或功能产品要求的要求。这包括设计和验收标准(例如 3D 实体模型、CATIA 等)。FAI 规划 — 在零件首次生产运行之前执行的活动。 FAI 报告包 – 本质量条款和 AS9102 要求的 FAI 集体证据,包括但不限于以下内容:分包零件的 FAI 报告;符合性证书 (CoC);CMM 或其他计量系统报告;以及验收测试程序 (ATP) 报告。 首批生产运行零件 – 计划流程的成果,用于未来生产相同零件的首批一个或多个零件。 次级供应商 – 就本质量条款而言,次级供应商应包括为卖方执行制造、装配、测试和检验工作的所有实体,包括 b
本手册按照四大类故障进行组织:断裂、腐蚀、磨损以及本文的主题——变形。金属被广泛用作工程材料的原因之一是它们不仅强度高,而且通常能够通过变形来响应载荷(应力)。事实上,冶金工程的很大一部分都与强度和延展性的平衡有关。因此,在分析其他类型的故障时经常会观察到变形,而考虑变形可能是分析的一个重要部分。变形过程中会吸收能量,在某些情况下,吸收的能量也可能是一个重要因素。此外,应该注意的是,并非所有的变形都必然构成“故障”。本文首先考虑真正的变形故障,即变形不应该发生并且变形与功能故障有关的情况。然后,介绍故障分析中对变形的更一般考虑。在这里,变形是指部件形状发生变化但没有材料损失的情况。变形是指导致变形的过程。当结构或部件变形,无法再支撑预期承载的负载、无法执行预期功能或干扰其他部件的操作时,就会发生变形失效。变形失效可以是塑性失效或弹性失效,可能会伴有或不伴有断裂。变形主要有两种类型:尺寸变形(指体积变化(增大或收缩))和形状变形(弯曲或翘曲),指几何形状的变化。本文中的大多数示例涉及金属,但这些概念也适用于非金属。金属、聚合物和木材等各种材料都容易变形,尽管不同类别的材料的变形机制可能略有不同。变形失效通常被认为是不言而喻的,例如,碰撞中车身损坏或钉入硬木时发生弯曲。然而,失效分析师经常面临更微妙的情况。例如,汽车发动机气门杆变形(弯曲)的直接原因是气门头与活塞接触,但故障分析人员必须超越这一直接原因,才能推荐适当的纠正措施。气门可能因润滑不良而卡在打开状态;气门弹簧可能因腐蚀而损坏。弹簧可能强度不足并变形,导致气门掉入活塞的路径中,或者发动机可能多次超过每分钟转速限制,导致线圈碰撞和随后的弹簧疲劳断裂。如果不仔细考虑所有证据,故障分析人员可能会忽略变形故障的真正原因。本文讨论了变形故障的几个常见方面,并提供了变形故障的合适示例以供说明。
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