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機械設備失效分析

發布時間: 2021-12-27 16:01:25

簡要描述:

磨損是零部件失效的一種基本類型,是相互接觸并作相對運動的物體,由于機械作用所造成的材料遷移及分離的破壞形式,也稱磨損失效,往往采用宏觀分析技術就可以比較準確的進行判斷。...

詳細介紹

  一、延性斷裂失效

  當構件所承受的實際應力大于材料的屈服強度時,將產生塑性變形,應力進一步增大,就會產生斷裂,稱為延性斷裂失效。

  二、脆性斷裂

  脆性斷裂是指斷裂前幾乎不產生顯著的塑性變形。脆性斷裂是一種危險的突發事故,危害性很大,斷裂時所受應力較低,常低于材料的屈服強度,低于設計許用應力。

  三、疲勞斷裂

  機械零件在循環交變應力的作用下引起的斷裂稱為疲勞斷裂。在機械構件的斷裂失效中,疲勞斷裂所占的比例*高,達70%以上。

  疲勞斷裂的類型

  疲勞斷裂的類型較多,常見的疲勞斷裂主要有高周疲勞、低周疲勞、熱疲勞、接觸疲勞、腐蝕疲勞、微振疲勞、蠕變疲勞等。

  四、磨損失效

  磨損是零部件失效的一種基本類型,是相互接觸并作相對運動的物體,由于機械作用所造成的材料遷移及分離的破壞形式,也稱磨損失效,往往采用宏觀分析技術就可以比較準確的進行判斷。

  磨損失效會造成的危害

  a)全喪失原定功能;

  b)功能降低和有嚴重損傷或隱患;

  c)繼續使用會失去可靠性及安全性。所有滑動或滾動的零件均會受到磨損,如軸承、齒輪、導軌、活塞環、花鍵、制動器、離合器等。

  磨損失效雖不像斷裂失效及腐蝕失效所造成的損失巨大,然而也發現一些災難性的事故根源來自磨損失效,如飛機起落架和液壓控制筒在活塞與油缸、活塞稈與密封之間發生微動磨損,*后導致飛機起落架無法放下而發生機毀事故。

  磨損失效的特點:

  1)總是和摩擦相伴,存在材料損失或遷移;

  2)需要一定的時間;

  3)磨損不等于磨損失效,需要一個量變到質變的轉化過程;

  4)磨損與構件的大小無關。

  常見的磨損失效主要可分為:

  1)粘著磨損;

  2)磨粒磨損;

  3)疲勞磨損(接觸疲勞);

  4)腐蝕磨損(微動磨損)。

  實際分析中往往會有多種磨損失效形式同時存在,但一般有一種是主要的。

  五、腐蝕失效

  金屬與其表面接觸的介質發生反應而造成的損壞稱為腐蝕。腐蝕失效的特點是失效形式眾多,失效機理復雜。而且腐蝕失效占金屬機械構件失效事故的比例相當高,僅次于疲勞斷裂。尤其是在化工、石油、電站、冶金等工業領域中,其腐蝕失效的事故較多,造成的損失巨大。因此對腐蝕失效的研究和預防在失效分析中是非常重要的工作。

  腐蝕失效與介質、材料結構、應力、溫度與介質流速等有密切關系,失效主要由局部腐蝕引起,包括點蝕、沖蝕及應力腐蝕破裂(SCC)等,其中SCC易造成突發事故。對于對SCC破裂,肖紀美院士按介質類型將其分為堿脆、氫脆、氯脆、氦脆、硝脆等,該分類便于針對化學環境而選材,當然也便于有的放矢地提出防范措施。

  大多數腐蝕失效采用宏觀分析技術就可以初步確定其一級失效模式。

  六、變形失效

  變形失效都是逐漸發生的,一般都屬于非災難性。但是忽視變形失效的監督和預防,也會導致很大的損失。在室溫下的變形失效主要有彈性變形失效和塑性變形失效。高溫下的變形失效主要有蠕變失效和高溫松弛失效。

  使用過程中的變形、冷加工過程中的變形、熱處理淬火變形都是變形失效的一種。


 


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