材料力學性能ppt課件(2)(參考版)
2025-05-04 00:02本頁面
【正文】 。 6. 簡述線性累積損傷法則（ Miner法則）。 2. 簡述疲勞斷裂斷口的宏觀形貌特征。 施工步驟： 拆下油箱 → 清理需補強處、油箱吊梁與中梁連接焊縫的油污和瀝青漿 → 檢查并處理原吊梁與中梁連接焊縫 → 按補強方案二在中梁和油箱吊梁腹板之間焊接補強筋板，兩筋板焊接位置可上下調(diào)整，以便于施焊 → 焊接完成后，清除焊渣等 → 涂底漆和防腐涂料。 4）焊后，對新增焊的部位，必須涂底漆。 3）采用氣體保護焊，對規(guī)定的焊角大小，必須達到要求。建議，在實施補強措施時要嚴把質(zhì)量關，如： 1）保證焊接質(zhì)量，焊前必須對補強筋板處和吊梁與中梁連接焊縫處清除油污、灰塵、涂料和油漆并除銹。 ? 補強后，油箱吊梁裂紋部位的應力下降了一倍多，因此能有效地改善該部位的疲勞強度。 油箱吊梁與中梁下翼板連接部位強度校核結(jié)果 載荷 最大等效應力（ MPa） 橫向應力分量（ MPa） 原結(jié)構(gòu) 補強后 原結(jié)構(gòu) 補強后 縱向 橫向 垂向 三種載荷組合 由計算結(jié)果可見： ? 在三種載荷作用下原結(jié)果和補強后的最大等效應力都小于 Q235鋼的屈服極限（ 235MPa），滿足靜強度要求。 圖 2 油箱吊梁補強措施 按照 TB/T133596中 “車體固結(jié)設備的強度要求”，按下面三種載荷進行強度校核： ?縱向載荷為 M 3g； ?橫向載荷為 Mg； ?垂向載荷為 M(~3)g； ?M為油箱總重。沒有考慮縱向載荷以及疲勞強度。因此，該部位焊接接頭疲勞強度低，又處于（中梁下翼板）最大拉應力部位，所以首先在焊縫端頭產(chǎn)生疲勞裂紋，然后向吊梁腹板擴展。車下油箱吊梁發(fā)生裂紋部位見圖 1所示。 二、油箱吊梁疲勞裂紋分析 1．裂紋情況 KD25G空調(diào)發(fā)電車，自 2022年 10月以來，其中K71型 K122型等發(fā)電車車下油箱吊梁先后發(fā)現(xiàn)多起裂紋。 疲勞強度改善較好，但無法實施，可用于新造。 增加的小筋板與原小筋板間距為 27mm，無法施焊。 圖 13 ④ 改造方案的綜合分析見下表 原方案 改造方案 方案一 方案二 方案三 應力狀況 應力值 （ MPa） 下降 % 11% 15% 工藝方面 取消原內(nèi)側(cè)小筋板 比較麻煩。打磨部位和標準如前面圖 332。 圖 11 ③ 改造方案三： 原方案的各筋板不改變，對各筋板端部焊縫進行打磨處理。 圖 9 扭轉(zhuǎn)＋橫向力下橫向拉桿座部位應力云圖 ② 改造方案二： 將原內(nèi)、外筋板取消（先切割去除，再打磨、探傷），立板進行切割，使內(nèi)外筋板及立板均下沉16mm，如圖 10 所示。 ① 改造方案一： 取消內(nèi)側(cè)兩個小筋板（先切割去除，再打磨、探傷），在槽鋼內(nèi)加兩個小立板。 圖 7 原方案扭矩＋橫向力作用下應力云圖 由圖可見，最大應力出現(xiàn)在兩個內(nèi)側(cè)小筋板縱向角焊縫端頭處，而該處是疲勞強度薄弱部位，并存在收弧弧坑等焊接缺陷，因此產(chǎn)生了早期疲勞裂紋。計算中假設橫向力為 20KN；在吊桿的四個連結(jié)點處施加10KN力產(chǎn)生扭矩。 圖 6 各筋板端部焊縫打磨處理 ① 彈簧托梁的載荷分析（參見圖 1） 橫向力：橫向拉桿座部位； 扭轉(zhuǎn)力：如果四根吊桿與彈簧托梁連接部的高度不一致，特別是對角位置存在高度差時，轉(zhuǎn)向架運行中彈簧托梁將受到交變扭轉(zhuǎn)載荷的作用。 針對這個原因的處理措施：對各筋板端部焊縫進行打磨處理，使焊縫與母材圓滑過渡，并探傷檢查無裂紋。 圖 4 裂紋照片圖 圖 5 裂紋部位放大圖 3．裂紋原因分析 出現(xiàn)疲勞裂紋的小筋板縱向角焊縫端頭是疲勞強度薄弱部位；從裂紋照片看，該部位的焊接質(zhì)量也比較差。 圖 1 搖動臺結(jié)構(gòu) 1－搖枕吊座； 2－搖枕； 3－空簧或鋼簧； 4－彈簧托梁； 5－橫向拉桿； 6－橫向拉桿座 彈簧托梁的結(jié)構(gòu)示于圖 2中 母材 焊縫 焊縫 焊縫 焊縫 圖 2 圖 3中示出了橫向拉桿座結(jié)構(gòu)，它由隔板、一塊外側(cè)筋板和兩塊內(nèi)側(cè)小筋板構(gòu)成。 ? 目前，塑料涂層尚未進入工程實用。 ?塑料涂層（預防大氣腐蝕） ? 用塑料涂層來提高疲勞強度的方法是比較新的方法。 ? 焊縫表面的硬化處理 采用噴丸或用錘頭撞擊焊縫表明或焊趾處：①消除焊趾處 陷；②加大焊趾處圓弧半徑，緩和幾何形狀突變引起的應力集中；③預制表面殘余壓應力。 原疲勞強度（ MPa） 兩端磨成圓角 兩端鉆孔 半徑 r(mm) 疲勞強度 （ MPa） 改善程 度（ %） 孔徑（ mm） 疲勞強度 （ MPa） 改善程 度（ %） 86 12 100 16 79 50 108 37 20 117 50 71 10 128 80 59 5 88 50 表 57 焊縫端部機加工改善疲勞強度的試驗結(jié)果 ? TIG（鎢極惰性氣體保護焊）修整 ? TIG修整就是沿著焊縫焊趾再熔化，它不僅可使焊縫與母材之間平滑過渡、改善焊趾外形，并且消除了熔渣楔塊，從而提高接頭的疲勞強度。 圖 5－ 24 一種是把尖角加工成一個合適的圓角；另一種方法則是在附連板的端點各鉆一個孔。 圖 523 打磨焊趾缺陷 A B 3．不承載角焊縫的兩端磨削成下凹形，試驗證明，其
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