汽车零部件疲劳失效分析ppt课件

1、汽车零部件的疲劳失效分析报告人：冯继军单 位：东风汽车公司商用车技术中心工艺研讨所 时 间：2021年6月地 点：杭州主要内容疲劳失效分析根底金属资料疲劳断裂的定义、特点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引起汽车零件疲劳失效的缘由疲劳失效的过程疲劳失效的特征：载荷的影响汽车零部件疲劳失效案例轴类零件杆类零件管件类零件弹簧类零件齿轮类零件螺栓类零件201案例-EQ6102增压放射泵结合轴01案例-EQ6102增压放射泵结合轴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良08案例-客车钢板弹簧09案例-调整

2、臂弹簧10案例-无声链条11案例-六档齿轮12案例-后桥主减自动轮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 例3疲劳失效分析根底定义：许多机械零件和工程构件，是接受交变载荷任务的。在交变载荷的作用下，虽然应力程度低于资料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生忽然脆性断裂，这种景象叫做金属资料的疲劳。金属资料疲劳断裂的定义、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无论是塑性资料还是脆性资料，在疲劳断裂区都是脆性的。 所以，疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂方式。4金属资料

3、的疲劳景象，按条件不同可分为以下几种：1高周疲劳：指在低应力任务应力低于资料的屈服极限，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。高周疲劳普通简称为疲劳。2低周疲劳：指在高应力任务应力接近资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，因此，也称为塑性疲劳或应变疲劳。3接触疲劳：这是指机器零件的接触外表，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或外表压碎剥落，从而呵斥机件失效破坏。4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

4、。5热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所呵斥的疲劳破坏。金属疲劳的分类5汽车零部件疲劳失效特点1.疲劳失效是汽车零部件最主要的失效方式，约占全部失效分析案例的40%。2.断裂前没有可见裂纹、功能改动等预兆。3.疲劳失效导致的损失宏大。4.可以预防。设计、消费、运用、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 疲劳强度准那么、应力集中、危险截面 资料 冶金缺陷 带状 晶粒度 夹杂物 第二相粒子 锻造比 加工 冷加工：刀痕 冷挤压 磨削烧伤 冷作硬化 锻造 折叠 脱碳 过烧 流线 热处置 热处置裂纹、变形超目的、剩余应力过大、组织不合格、 性能不合格、脆性 焊接

5、 外观缺陷、气孔和夹渣、裂纹、 熔蚀、内应力 运用 保修里程 力矩坚持 不测冲击 环境 极端温度 延续高负荷 腐蚀环境 引起汽车零件疲劳失效的缘由：7疲劳失效分析根底疲劳失效的过程：8疲劳失效分析根底疲劳失效的特征：载荷的影响9疲劳失效断口图谱举例10疲劳失效案例轴类零件作用：衔接、传送扭矩、接受弯矩受力：改动、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 各类衔接轴、输出轴特点：零件不同部位的受力要求相差很大， 需求在不同部位进展外表处置等手段。放射泵联接轴 案例轮毂半轴 连通轴11疲劳失效案例杆类零件作用：衔接、接受弯矩或接受拉力受力：单向或双向弯

6、曲、部分零件存在接触应力特点：外形复杂，多孔、多台阶等 大多要求调质处置典型零件：前轴 横向稳定杆 直拉杆 变速器支配 杆球头拉杆 转向节臂转向横拉杆案例转向垂臂销子12疲劳失效案例管类零件典型零件：后桥壳、车轮、轮毂轴管、半轴套管、传动轴各类油管不锈钢薄壁管、高压油管、柱塞套柱塞套失效分析案例燃油回油管 管类零件在汽车上大致有两类：一类用作构造件，在应力主要是分布在分布在零件外外表的情况下，如传动轴管等，或者其内部还需求安放其它零件，如桥壳、半轴套管等；另一类用作功能件，主要承当一些特定的功能，如各类油管等，这些零件多接受其内管壁的脉动压力、汽车运转过程中的振动力等。 管类零件的受力、制造工

7、艺、用材等共性较少。但其断口分析具有一定共性。由于零件都为薄壁件，裂纹的来源、扩展过程具有一定的共性。13疲劳失效案例弹簧类零件钢板弹簧 螺旋弹簧 扭力杆钢板弹簧服役条件：汽车悬架系统中的弹性元件，其作用主要有：1. 传力作用。传送车桥与车架之间载荷。2缓冲作用。缓冲来自车轮的冲击力。3.导向作用。 当它在汽车上纵向安顿并且一端与车架作固定铰链衔接时，使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动。任务中作用在钢板弹簧上的载荷主要有：1.来自汽车车架的垂直压力以及由此产生的来自车桥的反向支承力。当车桥和车架相互远离时，钢板弹簧所受的这一垂直载荷和变形逐渐减小，有时甚至会反向。2.由于路面不平等缘由引起的

8、振动而对簧片产生的扭曲力。3.钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间相对滑动而产生的摩擦力与接触应力。根本性能要求：高的抗拉强度极限、屈服极限、弹性极限和疲劳极限，同时要求具有高的冲击韧性和塑性。此外，还要求具有一定的抗腐蚀性能。14关键部位：1.主片卷耳处。此处受力较大，是板簧薄弱处。为改善主片卷耳受力情况，常将第二片末端也完成卷耳，包在主片卷耳外面。 2.对于多片等截面板簧，簧片分布并不均匀，其应力最大处，也是其危险截面，普通容易在此处产生疲劳断裂。 3. 上簧片与下片末端接触处，此处更容易产生接触疲劳。 4.中心螺栓孔处，容易产生热处置缺陷以及由于螺栓松动引起的疲劳断裂。主要失效方式： 钢

9、板弹簧最常见的失效方式是弯曲疲劳断裂。 在腐蚀介质作用下，能够产生腐蚀疲劳断裂。 当钢板弹簧片与片之间的接触不正常时，能够产生接触疲劳断裂。 当中心螺栓松动时，容易在螺栓孔处发生疲劳断裂。钢板弹簧15螺旋弹簧调整臂弹簧 汽车上的螺旋弹簧主要用于减震、封锁或翻开、储力等。 螺旋弹簧压紧或伸长过程中，杆身受改动、拉伸作用，其内径外表受力最大。因此对外表质量特别敏感。外表喷丸客车板簧失效分析案例无声链条16疲劳失效案例齿轮类零件1.齿轮是汽车上最重要的传动零件。广泛运用于发动机、变速箱、后桥、转向系等各大系统以及各种水泵、油泵等等。2.重载齿轮普通做渗碳处置。还有感应淬火、氰化、氮化、等外表处置工艺。3.外表要求耐磨、抗接触应力。高硬度、压应力分布、硬质相、自光滑。4.齿轮不同部位要求差别很大。螺纹部、轴承部、齿轮部5.弯曲疲劳失效：齿部抗弯强度、外表压应力层、外表质量、弯矩接触区6.接触疲劳失效：外表硬度、外表质量、阐明应力分布、残奥、碳化物、接触应力、接触区、运动轨迹。 17资料：渗碳钢淬透性 中碳合金钢 奥贝球铁 粉末冶金工艺：渗碳、感应淬火、氰化、氮化 硬化层深控制 心