精锻机锻锤疲劳裂纹分析与寿命预测

来源 :武汉科技大学 |
锻锤作为精锻机核心部件,锤头性能的优劣直接决定了动力设备的运行性能、作业效率和使用寿命。锻锤在高频次冲击载荷和热负荷的服役条件下极易产生疲劳裂纹。为延长锻锤服役寿命,本文针对复杂工况导致的锻锤疲劳裂纹问
锻锤作为精锻机核心部件,锤头性能的优劣直接决定了动力设备的运行性能、作业效率和使用寿命。锻锤在高频次冲击载荷和热负荷的服役条件下极易产生疲劳裂纹。为延长锻锤服役寿命,本文针对复杂工况导致的锻锤疲劳裂纹问题,首先研究了多因素作用下的裂纹扩展规律,其次构建了疲劳寿命的预测模型。主要包括以下内容:(1)为寻找锻锤表面疲劳裂纹萌生位置,构建了热力耦合损伤模型,分析了锻锤在循环冲击载荷、温度场作用下的应力和应变分布特征。针对循环载荷和温度场的易变性,研究了不同工艺条件下的锻锤塑性区域特征,根据温度场和应力应变场的分析结果,确定了锻锤的裂纹萌生区域。(2)应力强度因子是裂纹扩展分析及寿命预测的基础,传统求解方法无法分离混合裂纹的应力强度因子类型,并且往往忽略应力强度因子波动特性,本文采用交互作用能量积分方法,引入辅助应力场分离出裂纹的各型应力强度因子,确定了锻锤表面主要是(40)型张开型裂纹。构建裂纹长度、深度、温度场梯度以及应力应变的耦合模型,得到应力强度因子分布特性。分析了不同损伤模式、裂纹尺寸和约束条件下的应力强度因子,得到应力强度因子随裂纹深度、温度场的变化规律。由应力强度因子的分布特性和变化规律可知:小裂纹裂尖处应力应变显著大于长裂纹,小裂纹比长裂纹更容易发生裂纹扩展;在锻锤耐磨层高应力区,裂尖的应力强度因子随裂纹深度的增加而增加,达到锻锤材料的临界断裂韧度后,裂纹发生失稳扩展。结合锻锤实际失效数据,验证了分析模型的准确性。(3)首先从载荷比、门槛值、温度场、断裂韧度等方面系统分析了影响锻锤疲劳裂纹扩展行为的主要机制,引入含门槛值ΔKth的修正Paris理论,修正了锻锤的裂纹扩展门槛值和临界裂纹尺寸。考虑尺寸效应对裂纹扩展的影响,基于修正的Walker表达式建立了疲劳裂纹剩余寿命预测模型,利用数值模拟验证了模型的准确性;最后采用正交试验法分析了载荷比、载荷幅值、平均载荷和温度幅值对疲劳寿命的影响规律。结果显示在0≤R≤0.5载荷比区间内,平均载荷对锻锤疲劳寿命的影响大于载荷幅值;降低载荷幅值和平均载荷有利于提高锻锤的疲劳寿命;低温可以降低材料的裂纹扩展速率,抑制裂纹扩展,延长锻锤寿命。
迈克尔·乔丹是一个优秀的运动员,是 NBA中最优秀的篮球运动员之一,他能跳得比其他大多数人高,投篮也比其他大多数人准。很可能的是,他在其他活动中也出类拔萃。例如,乔丹修剪自己
互联网时代下的网络已经影响着我们生活的方方面面,越来越多的企业顺应"互联网+"时代趋势以提升企业的综合实力。企业的财务管理在企业发展中扮演着重要的角色,在"互联网+"时
根据白岩选煤厂NXZ-20高效浓缩机自动停机的原因,采取焊接铁板遮盖防止直线振动筛跑粗、调整磁选机的工作间隙和刮板间隙以提高磁选机回收效率、控制聚丙烯酰胺加入量、采用
中医学认为,“人与天地相参,与日月相应”,人和自然就是一个“天人相应”的有机整体。在探讨和认识人体生命的奥秘时,必须把人的生命机体和生命活动置于整个宇宙的运动之中,
本论文以南昌工程学院为研究对象,通过查阅大量的文献,使用问卷调查对高校篮球课外活动的开展情况进行了详细的调查研究。分析了南昌工程学院篮球课外活动开展的现状,并提出
我国汽车工业从无到有,逐渐成长壮大已经经历了50年的风风雨雨.50年来,随着国家体制的改革和经济的发展,我国汽车行业的企业融资方式发生了很大的变革.其演变历程主要可以划
科学技术的发展必然会推动社会的进步,建筑行业的发展也随之得到了较大的改善.在我国目前的工民建施工过程当中,我们已经在逐渐摆脱传统施工技术,重视引进先进的施工技术来进
[摘 要] 近年来,随着工业的迅速发展,逐渐使空气中有更多的灰尘及金属颗粒,而这类颗粒粉尘会对变电站造成污染,此类污染大大提高了设备的污闪现象,对电网的安全运行已构成了严重威胁,主变的防污清扫工作已经列入检修规程。文章所述的防污清扫工具大大提高了防污清扫的工作效率,让工作更高效便捷。  [关键词]变压器;污闪;防污清扫专用;工具研发  [中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]209
牛布氏杆菌病是由布氏杆菌引起的一种人畜共患慢性传染病。由于其对生殖系统的危害是不可逆的,所以目前医学上认为没有治疗的价值。但是,因为其危害性和传染性极大,在免疫预
目的:应用实验室信息系统对提高实验室检测数据安全性及危急值报告准确性的临床意义。方法:比较分析本院检验科安装LIS前后2年的检测报告前后不一致自查例数、危急值报告速度及
随着生活水平的不断提高,人们对于身体的关注度和健康意识已经大大提升.“事后控制不如事中控制,事中控制不如事前控制”,健康体检是预防疾病的有效手段.通过健康体检,可以了
本文通过对荣华二采区10
期刊
自主式教学法是新课改所倡导的一种有效的教学方式。该方式不仅能够有效地贯彻落实“以生为本”的教学理念,凸显学生的课堂主体性,而且,对学生自主学习能力的提高和高效语文
期刊
【摘 要】服务是快递运输企业运作的核心和发展的根本。现阶段,随着经济的快速发展和全方位的参与全球市场竞争,使得我国的快递运输企业面临越来越激烈的竞争,如何在加强企业内部管理和有效满足顾客服务的基础上提高企业的竞争能力,是当前众多快递运输企业有待解决的问题。如何提高物流企业服务质量成为了新的讨论热点。本文就如何对申通快递公司的服务质量进行了评价,并在此基础上如何提高服务质量提出了一个新的思路和解决办
期刊
如果不纠结于去年的数据,现在,电商行业经过2012上半年的激战之后,我们首先想到的电商三巨头会是谁?从目前主流舆论来看,电商三巨头一般都指向:天猫商城、苏宁易购、京东商城。这三大电商巨头在电商平台、支付工具与物流体系等方面上都有各自不同的发展方式。  电商平台:有平行也有交叉  天猫是完全的电商平台,只要想做电商的企业或个人遵守天猫商城的规则,开店做电商完全没有大问题。由于天猫的完全开放,使得天猫
期刊