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早期,我国机械工业处于仿制—研制阶段,失效分析工作只是为生产中的问题提供一些咨询,并没有得到足够的重视,也没有统一的组织形式。随着我国机械工业的不断发展,失效分析的早期工作形式、内容及采用的方法和手段已经越来越不能满足客观上的需要。这一状态直至1980年中国机械工程学会委托材料学会召开第一次全国机械装备失效分析学术会议为止,才得以改变。 目前,我国的机械产品和工程结构日趋大型化、精密化和复杂化。这类产品发生的失效,比以往的失效将会造成更大的财产损失和人员伤亡。这就要求一切产品必须具有比以往更高的可靠性和安全性,从而对失效分析工作提出了更高的要求。 在中国机械工程学会的领导下,1980年在北京召开了全国第一次机械装备失效分析经验交流会,收集了论文和分析案例311篇,从而揭开了我国失效分析工作的新篇章。 1984年在杭州,1988年在广州相继召开了第二次和第三次全国失效分析技术会议,并出版了会议论文集。 1992年由中国科学技术协会指导和支持、中国机械工程学会承办、全国22个一级学会共同组织的全国机电装备失效分析预测预防战略研讨会在北京举行, 1993年6月于桂林召开了第四次全国失效分析会议。 1998年在北京召开了第三次全国机电装备失效分析预测预防战略研讨会,宣布成立我国机械工程学会失效分析学会,将原来的失效分析专门委员会提升为二级独立学会,同时描绘了21世纪我国失效分析工作的蓝图,标志着我国的失效分析工作开始了一个新纪元。 (2)建全我国的失效分析组织机构和开展基础研究工作 (3)开展失效分析专门人才的培养工作 组织失效分析专门人才有计划地编写出版失效分析技术资料、丛书、文集等。由中国机械工程学会材料学会主编的机械产品失效分析丛书(1套11册)及机械故障诊断丛书(1套10册)、机械失效分析手册等相继出版。有关工科院校还编写了相应的失效分析教材、交流资料等,一些著名学者也出版了一批失效分析的专著,为失效分析专门人才的培养奠定了基础。 (4)建立失效分析数据库和网络 三、失效分析的发展趋势 (3)加强失效分析的普及与基础工作的研究 (4) 加强计算机在失效分析工作中的应用 起 因 比例 材料选择不恰当 18% 装配错误 15% 错误的热处理 15% 机械设计错误 11% 未预见的操作条件 8% 环境控制不够充分 6% 不恰当的或缺少监测与质量控制 5% 材料混杂 2% 表2 在一些工程工业中调查的失效原因的比例(由服役条件引起) 原 因 比例 腐蚀 29% 疲劳 25% 脆性断裂 16% 过载 11% 高温腐蚀 7% 应力腐蚀/腐蚀疲劳/氢脆 6% 蠕变 3% 磨损、擦伤、冲刷 3% 上节课内容 失效的来源 (1)由两股(或多股)金属对流汇合而形成折叠; 模锻时,弯轴和带枝杈的锻件常易由两股金属汇合形成折叠,见图2-6和图2-7。 (2)由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动,两者汇合而形成折叠; (3)由于变形金属发生弯曲、回流而形成折叠; (4)部分金属局部变形,被压入另一部分金属内形成折叠 二 锻轧件缺陷 (1)按裂纹分布的走向分 横向裂纹 纵向裂纹 星形(弧形裂纹) (2)按裂纹发生部位分 焊缝裂纹 热影响区裂纹 焊缝热影响区贯穿裂纹 (3)按产生本质分类 热裂纹 冷裂纹 再热裂纹 层状撕裂 应力腐蚀裂纹 焊接热裂纹 焊缝中的气孔 (2)切削加工缺陷 表面粗糙 深沟痕 鳞片毛刺 拐角半径过小 表面机械损伤 切削变形及裂纹 尺寸、形状、位置及精度不符合要求 切削加工缺陷对失效性能的影响 (1)切削裂纹的影响:在应力作用下,成为疲劳源而扩展,大大降低疲劳寿命。 (2)几何形状误差:具有微观几何形状误差的两个表面,在相对运动时会产生摩擦阻力,产生磨损。 (3)表面粗糙度:增大零件的摩擦和磨损;降低零件的接触刚度;影响配合性质的稳定性;降低机械零部件的结合密封性;增加流体在管道中的流动阻力,增大摩擦损失;降低疲劳极限。 切削加工缺陷对失效性能的影响 (4)刀痕、深沟痕、毛刺:成为应力集中源,导致疲劳断裂。 (5)拐角半径过小:引起局部应力集中,易产生微裂纹,并扩展成疲劳裂纹,导致疲劳
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