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河南工业大学机电工程学院工程失效案例分析报告

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一、疲劳计算

Solution:

WecangetthreeconclusionsfromthepictureshowninFigureE14.4.

theflawshapeisburiedcircularplatecrack

initialflawsizeis0.1milimeter.

criticaldimensionoffatiguecrackisabout1milimeter.

Soa0=0.1mmac=1mm

a/2c=0.5a/h=0.75

LookupthecurvesofMeshowninappendixD

Me=1.1

AsQ=Φ2-0.212(σ/σs)2

CalculateQ=2.41

Estimatetheremaininglifeofthepart

Asda/dN=10-11(Δk)4=10-11[Me*σ*(3.14*a/Q)1/2]4

Thederivationofexpression(1)is

Ncisda/10-11[Me*σ*(3.14*a/Q)1/2]4

Known:

Themaximumstressisσ,σ=300Mpa.

SubstituteMc,a0,ac,andQintoexpression(2)

IntegrateNc.

Nc=49weeks.

Astheinitiationstageoftheflawis50percentofthelifeofpart,thetotallifetimeofthepartis49*2=98.

Theaboveresultsaresomelarger,becauseweunconderingstressfrequencyandotherfactors,anditwillbeunderstoodinFigure1.1

Obviously,σeislargerthan300Mpa,becauseNccannotbeboundlesslylarge.

σs

σe

Fromthecalculationabove,itcanbefoundintheprocessthattheinfluencefactorsofthefatigueare:

A,stressconcentration

B,stresscycletimes

C,stressratio

D,stressamplitude

E,thesteelyieldstrength

二、断裂分析

根据上图40Cr断口金相照片，试分析：

断裂的影响因素主要有哪些？

影响钢结构断裂的因素有以下几个方面：

(1)、裂纹

断裂力学认为，对脆性断裂必须从结构内部存在的微小裂纹的情况出发进行分析。用断裂力学理论可以计算裂纹住荷载和侵蚀性介质下的扩展情况；当裂纹扩展剑临界尺

的情况下，研究人员要根据正确的研究方法与手段进行大量试验与模拟，补充必要的数据，才能做出正确的结论。因此规范正确的机械零件失效采集和分析方法，可以起到事半功倍的效果。

参考文献：

[1]贾淼，刘群.钢结构脆性断裂破坏的影响因素及防止措施[W].2010年4月刊,中南大学土木建筑学院湖南长沙410075

[2]孙维连.35CrMo钢拉杆显微组织与性能[W].河北农业大学机电工程学院,河北保定071001

[3]朱张校，姚可夫.工程材料[M].4版，清华大学出版社.

[4]（德）H.米格兰比，材料塑性变性与断裂[M].科学出版社.

[5]余永宁，材料科学基础[M]，高等教育出版社.

[6]万胜狄，金属塑性成形原理[M]，机械工业出版社.

[7]束德林，金属力学性能[M]，3版，机械工业出版社.

[8]冯志富.工程失效案例分析报告.作业第一题.河南工业大学.