工程失效案例分析報告

河南工業(yè)大學機電工程學院工程失效案例分析報告一、疲勞計算Solution:WecangetthreeconclusionsfromthepictureshowninFigureE14.4.theflawshapeisburiedcircularplatecrackinitialflawsizeis0.1milimeter.criticaldimensionoffatiguecrackisabout1milimeter.Soa0=0.1mmac=1mma/2c=0.5a/h=0.75LookupthecurvesofMeshowninappendixDMe=1.1AsQ=Φ2-0.212(σ/σs)2CalculateQ=2.41EstimatetheremaininglifeofthepartAsda/dN=10-11(Δk)4=10-11[Me*σ*(3.14*a/Q)1/2]4Thederivationofexpression(1)isNcisda/10-11[Me*σ*(3.14*a/Q)1/2]4Known:Themaximumstressisσ,σ=300Mpa.SubstituteMc,a0,ac,andQintoexpression(2)IntegrateNc.Nc=49weeks.Astheinitiationstageoftheflawis50percentofthelifeofpart,thetotallifetimeofthepartis49*2=98.Theaboveresultsaresomelarger,becauseweunconderingstressfrequencyandotherfactors,anditwillbeunderstoodinFigure1.1Obviously,σeislargerthan300Mpa,becauseNccannotbeboundlesslylarge.σsσeFromthecalculationabove,itcanbefoundintheprocessthattheinfluencefactorsofthefatigueare:A,stressconcentrationB,stresscycletimesC,stressratioD,stressamplitudeE,thesteelyieldstrength二、斷裂分析根據(jù)上圖40Cr斷口金相照片，試分析：斷裂的影響因素主要有哪些？影響鋼結構斷裂的因素有以下幾個方面：(1)、裂紋斷裂力學認為，對脆性斷裂必須從結構內(nèi)部存在的微小裂紋的情況出發(fā)進行分析。用斷裂力學理論可以計算裂紋住荷載和侵蝕性介質下的擴展情況；當裂紋擴展劍臨界尺的情況下，研究人員要根據(jù)正確的研究方法與手段進行大量試驗與模擬，補充必要的數(shù)據(jù)，才能做出正確的結論。因此規(guī)范正確的機械零件失效采集和分析方法，可以起到事半功倍的效果。參考文獻：[1]賈淼，劉群.鋼結構脆性斷裂破壞的影響因素及防止措施[W].2010年4月刊,中南大學土木建筑學院湖南長沙410075[2]孫維連.35CrMo鋼拉桿顯微組織與性能[W].河北農(nóng)業(yè)大學機電工程學院,河北保定071001[3]朱張校，姚可夫.工程材料[M].4版，清華大學出版社.[4]（德）H.米格蘭比，材料塑性變性與斷裂[M].科學出版社.[5]余永寧，材料科學基礎[M]，高等教育出