汽车零部件的疲劳失效分析64481.pptx
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1、汽车零部件的疲劳失效分析汽车零部件的疲劳失效分析报告人:冯继军报告人:冯继军单单 位:东风汽车公司商用车技术中心工艺研究所位:东风汽车公司商用车技术中心工艺研究所 时时 间:间:20102010年年6 6月月地地 点:杭州点:杭州主要内容主要内容疲劳失效分析基础疲劳失效分析基础金属材料疲劳断裂的定义、特点金属材料疲劳断裂的定义、特点金属疲劳的分类疲劳失效的过程金属疲劳的分类疲劳失效的过程汽车零部件疲劳失效特点汽车零部件疲劳失效特点引起汽车零件疲劳失效的原因引起汽车零件疲劳失效的原因疲劳失效的过程疲劳失效的过程疲劳失效的特征:载荷的影响疲劳失效的特征:载荷的影响汽车零部件疲劳失效案例汽车零部件疲
2、劳失效案例轴类零件轴类零件杆类零件杆类零件管件类零件管件类零件弹簧类零件弹簧类零件齿轮类零件齿轮类零件螺栓类零件螺栓类零件201案例-EQ6102增压喷射泵联结轴01案例-EQ6102增压喷射泵联结轴03案例-连通轴04案例-横拉杆05案例-转向垂臂销子06案例-高压油泵柱塞套失效分析07案例-增压器回油管失效分析与改进08案例-客车钢板弹簧09案例-调整臂弹簧10案例-无声链条11案例-六档齿轮12案例-后桥主减主动轮13案例-变速箱太阳轮14案例-变速箱中间轴常啮合齿轮15案例-42CrMo螺栓16案例-减振器螺栓案案 例例3疲劳失效分析基础疲劳失效分析基础定义:定义:许多机械零件和工程构
3、件,是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下,虽然应力水平低于材料的屈服极限,但经过长时间的应力反复循环作用以后,也会发生突然脆性断裂,这种现象叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的定义、特点特点 特点特点:1)载荷应力是交变的;2)载荷的作用时间较长;3)断裂是瞬时发生的;4)无论是塑性材料还是脆性材料,在疲劳断裂区都是脆性的。所以,疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂形式。4金属材料的疲劳现象,按条件不同可分为下列几种:1)高周疲劳)高周疲劳:指在低应力(工作应力低于材料的屈服极限,甚至低于弹性极限)条件下,应力循环周数在100000以上的疲劳。它是最常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为
4、疲劳。2)低周疲劳)低周疲劳:指在高应力(工作应力接近材料的屈服极限)或高应变条件下,应力循环周数在10000100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用,因而,也称为塑性疲劳或应变疲劳。3)接触疲劳)接触疲劳:这是指机器零件的接触表面,在接触应力的反复作用下,出现麻点剥落或表面压碎剥落,从而造成机件失效破坏。4)腐蚀疲劳)腐蚀疲劳:指机器部件在交变载荷和腐蚀介质(如酸、碱、海水、活性气体等)的共同作用下,所产生的疲劳破坏。5)热疲劳)热疲劳:指由于温度变化所产生的热应力的反复作用,所造成的疲劳破坏。金属疲劳的分类金属疲劳的分类5汽车零部件疲劳失效特点1.疲劳失效是汽车
5、零部件最主要的失效形式,约占全部失效分析案例的40%。2.断裂前没有可见裂纹、功能改变等预兆。3.疲劳失效导致的损失巨大。4.可以预防。设计、生产、使用、维护人员具备相关疲劳失效知识,可以减少1/3以上的损失。6设计设计疲劳强度准则、应力集中、危险截面材料材料冶金缺陷带状晶粒度夹杂物第二相粒子锻造比加工加工 冷加工冷加工:刀痕冷挤压磨削烧伤冷作硬化 锻造锻造折叠脱碳过烧流线热处理热处理热处理裂纹、变形超指标、残余应力过大、组织不合格、性能不合格、脆性焊接焊接外观缺陷、气孔和夹渣、裂纹、熔蚀、内应力使用使用保修里程力矩保持意外冲击 环境环境极端温度连续高负荷腐蚀环境引起汽车零件疲劳失效的原因:7
6、疲劳失效分析基础疲劳失效分析基础疲劳失效的过程疲劳失效的过程:8疲劳失效分析基础疲劳失效分析基础疲劳失效的特征疲劳失效的特征:载荷的影响载荷的影响9疲劳失效断口图谱(举例)疲劳失效断口图谱(举例)10疲劳失效案例轴类零件疲劳失效案例轴类零件作用:连接、传递扭矩、承受弯矩受力:扭转、弯曲、接触应力典型零件:曲轴凸轮轴变速箱二轴、一轴半轴摇臂轴轮毂轴连通轴各类连接轴、输出轴特点:零件不同部位的受力要求相差很大,需要在不同部位进行表面处理等手段。喷射泵联接轴喷射泵联接轴 案例案例轮毂半轴轮毂半轴 连通轴连通轴11疲劳失效案例杆类零件疲劳失效案例杆类零件作用:连接、承受弯矩或承受拉力受力:单向或双向弯
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