机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2012年
22期
93-97
,共5页
朱有利%刘开亮%黄元林%李占明%王智
硃有利%劉開亮%黃元林%李佔明%王智
주유리%류개량%황원림%리점명%왕지
应力集中%表面完整性%疲劳断裂%平尾
應力集中%錶麵完整性%疲勞斷裂%平尾
응력집중%표면완정성%피로단렬%평미
某型飞机平尾轴在进行台架试验时发生断裂,失效分析表明,该轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于大轴筒体内腔变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底.通过对大轴进行扫描电镜观察分析,发现使用过的旧大轴内表面存在10～16 μm厚的“疏松”层,疏松层内有较多的疲劳微裂纹和孔洞,该“疏松”层是大轴服役中氧化腐蚀和疲劳损伤所形成的.“疏松”层的存在破坏了大轴的表面完整性,降低了大轴材料的抗疲劳性能.有限元建模分析表明,变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是造成大轴疲劳断裂的力学因素,两种应力集中因素的联合作用降低了大轴的疲劳寿命,导致大轴在变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底萌生疲劳裂纹.综合分析表明,大轴内表面“疏松”层的存在以及变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是大轴发生疲劳断裂的主要原因.
某型飛機平尾軸在進行檯架試驗時髮生斷裂,失效分析錶明,該軸的斷裂性質為疲勞斷裂,裂紋起源于大軸筒體內腔變截麵過渡圓弧根部的加工刀痕穀底.通過對大軸進行掃描電鏡觀察分析,髮現使用過的舊大軸內錶麵存在10～16 μm厚的“疏鬆”層,疏鬆層內有較多的疲勞微裂紋和孔洞,該“疏鬆”層是大軸服役中氧化腐蝕和疲勞損傷所形成的.“疏鬆”層的存在破壞瞭大軸的錶麵完整性,降低瞭大軸材料的抗疲勞性能.有限元建模分析錶明,變截麵檯階造成的結構應力集中和粗糙加工刀痕形成的附加應力集中是造成大軸疲勞斷裂的力學因素,兩種應力集中因素的聯閤作用降低瞭大軸的疲勞壽命,導緻大軸在變截麵過渡圓弧根部的加工刀痕穀底萌生疲勞裂紋.綜閤分析錶明,大軸內錶麵“疏鬆”層的存在以及變截麵檯階造成的結構應力集中和粗糙加工刀痕形成的附加應力集中是大軸髮生疲勞斷裂的主要原因.
모형비궤평미축재진행태가시험시발생단렬,실효분석표명,해축적단렬성질위피로단렬,렬문기원우대축통체내강변절면과도원호근부적가공도흔곡저.통과대대축진행소묘전경관찰분석,발현사용과적구대축내표면존재10～16 μm후적“소송”층,소송층내유교다적피로미렬문화공동,해“소송”층시대축복역중양화부식화피로손상소형성적.“소송”층적존재파배료대축적표면완정성,강저료대축재료적항피로성능.유한원건모분석표명,변절면태계조성적결구응력집중화조조가공도흔형성적부가응력집중시조성대축피로단렬적역학인소,량충응력집중인소적연합작용강저료대축적피로수명,도치대축재변절면과도원호근부적가공도흔곡저맹생피로렬문.종합분석표명,대축내표면“소송”층적존재이급변절면태계조성적결구응력집중화조조가공도흔형성적부가응력집중시대축발생피로단렬적주요원인.
