螺栓失效分析

1、質(zhì)量保證部楊和宇楊和宇20132013年年1212月月1919日日自主培訓(xùn)自主培訓(xùn) 螺栓失效分析螺栓失效分析質(zhì)量保證部2目 錄一一 失效分析簡(jiǎn)介失效分析簡(jiǎn)介 二二 螺栓失效分析基本方法螺栓失效分析基本方法三三 分析實(shí)例分析實(shí)例 質(zhì)量保證部一、失效分析簡(jiǎn)介一、失效分析簡(jiǎn)介 1.失效定義 一個(gè)零件或部件不能履行設(shè)計(jì)賦予它規(guī)定的功能，稱該零件或部件失效。a.完全不能工作；b.可以工作，但不能令人滿意地完成預(yù)期的功能；c.受到嚴(yán)重?fù)p傷不能可靠而安全的連續(xù)使用，必須拆下來(lái)進(jìn)行修理或更換。 應(yīng)注意把失效與廢品區(qū)別開(kāi)來(lái)，前者是在使用過(guò)程中出現(xiàn)的，后者是在生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的。另外，失效又分為正常失效和非正常

2、失效，達(dá)到設(shè)計(jì)壽命的為正常失效，反之為非正常失效，后者才是通常失效分析工作的主要對(duì)象。質(zhì)量保證部一、失效分析簡(jiǎn)介一、失效分析簡(jiǎn)介 2.失效的來(lái)源 造成失效的來(lái)源主要有以下方面：設(shè)計(jì) 選材 材料缺陷 制造工藝（冷加工、熱加工、表面處理等等） 貯存、運(yùn)輸（碰撞、銹蝕）裝配（如螺栓擰緊力矩）服役條件（環(huán)境溫度、受力狀態(tài)、腐蝕環(huán)境、相關(guān)件的影響等)質(zhì)量保證部一、失效分析簡(jiǎn)介一、失效分析簡(jiǎn)介 3.失效分析的意義 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)者的主要任務(wù)，是為社會(huì)提提供質(zhì)量好、壽命長(zhǎng)、成本低的產(chǎn)品。一種新產(chǎn)品的誕生，開(kāi)始并不是完美的，多少會(huì)存在各種大小不同的問(wèn)題，這在設(shè)計(jì)、制造中可能難以發(fā)現(xiàn)，往往只有在使用中才能充分暴露

3、。為此，設(shè)計(jì)、制造者必須針對(duì)產(chǎn)品使用中出現(xiàn)的失效進(jìn)行仔細(xì)分析，找出問(wèn)題的癥結(jié)，重新改進(jìn)設(shè)計(jì)、制造。再投入使用，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，再改進(jìn)，這個(gè)循環(huán)過(guò)程也許要反復(fù)進(jìn)行多次。因此，失效分析是機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量由不完善走向完善的必經(jīng)之路，是機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)重要的一環(huán)。質(zhì)量保證部二、螺栓失效分析基本方法二、螺栓失效分析基本方法 1.螺栓失效分析的思路、方法.1）收集背景資料：失效件的設(shè)計(jì)圖紙、要求；失效件的制造歷史；失效件的服役情況、環(huán)境、受力情況。2）失效件的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)：運(yùn)行記錄、詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)人員、拍照。3）化學(xué)成分分析：鑒別材料的選擇是否正確。4）無(wú)損探傷：磁粉、超聲波、著色、渦流、X射線、射線、工業(yè)CT。5）斷口

4、分析：保存好失效件的斷口，不要受到損傷，不要將兩個(gè)斷口去吻對(duì)，斷口上的附著物不要忙于清除。斷口的清洗要小心謹(jǐn)慎。6）金相檢驗(yàn)：包括低倍與高倍。金相檢驗(yàn)是做金屬表面和心部組織,分析金屬材料在熱處理中出現(xiàn)的缺陷和組織,以及在使用過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷分析。質(zhì)量保證部二、螺栓失效分析基本方法二、螺栓失效分析基本方法 1.螺栓失效分析的思路、方法.7）斷口電鏡分析：掃描電鏡，透射電鏡，俄歇譜儀，能譜分析等。8）受力分析：光彈，應(yīng)變片，涂漆，X射線應(yīng)力測(cè)定。9）力學(xué)性能測(cè)試：硬度，斷裂模擬試驗(yàn)：對(duì)一些吃不準(zhǔn)的破壞形式，根據(jù)受力條件、環(huán)境進(jìn)行模擬重現(xiàn)。10）分析、結(jié)論。質(zhì)量保證部二、螺栓失效分析基本方法二、螺栓

5、失效分析基本方法 2.螺栓失效的斷口分析 斷裂是機(jī)器零件失效最嚴(yán)重的表現(xiàn)形式之一，對(duì)斷裂的研究已發(fā)展成一門獨(dú)立的邊緣學(xué)科，涉及到斷裂力學(xué)，斷裂物理，斷裂化學(xué)和斷口學(xué)等多個(gè)分支。 斷裂后產(chǎn)生的斷口存儲(chǔ)記錄了大量失效特征及失效原因的信息，因此，斷口分析是失效分析最基本，也是最重要的方法之一。通過(guò)斷口的形態(tài)分析去研究一些斷裂的基本問(wèn)題：如斷裂起因、斷裂性質(zhì)、斷裂方式、斷裂機(jī)制、斷裂韌性、斷裂過(guò)程的應(yīng)力狀態(tài)以及裂紋擴(kuò)展速率等。質(zhì)量保證部二、螺栓失效分析基本方法二、螺栓失效分析基本方法 2.螺栓失效的斷口分析 疲勞斷裂在全部結(jié)構(gòu)零件的破壞中，疲勞斷裂占絕大多數(shù)，疲勞斷口大體上可分成三個(gè)區(qū)：a.裂紋源區(qū)：

6、一個(gè)光滑、細(xì)膩的細(xì)小區(qū)域，由于受交變應(yīng)力的作用，裂紋兩側(cè)，因反復(fù)擠壓而變得平坦、光滑。b.裂紋擴(kuò)展區(qū)：該區(qū)的最大特點(diǎn)是有疲勞弧線。這是裂紋擴(kuò)展中的停頓或應(yīng)力大小變化時(shí)，裂紋前沿線所留下的痕跡。微觀形貌是存在疲勞輝紋c.裂紋快速擴(kuò)展區(qū)：疲勞裂紋擴(kuò)展至一定深度后，零件的剩余截面積不足以抵抗外力的作用而產(chǎn)生瞬時(shí)破斷。該區(qū)的特征是放射條帶。 質(zhì)量保證部二、螺栓失效分析基本方法二、螺栓失效分析基本方法 2.螺栓失效的斷口分析 斷口示意圖質(zhì)量保證部三、分析實(shí)例三、分析實(shí)例 Mazda6輪輞螺栓行駛中斷裂分析發(fā)生條件：現(xiàn)場(chǎng)情況：分析結(jié)論：螺栓疲勞斷裂的原因是輪轂螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致螺栓工作中承受異常彎曲疲勞載荷而斷裂。輪轂螺栓松動(dòng)的原因可能是裝配力矩控制不當(dāng)導(dǎo)致，或者螺栓和螺母的加工和配合精度等問(wèn)題。改善措施：質(zhì)量保證部三、分析實(shí)例三、分析實(shí)例 其他 2013年5月17上海通用因車輪螺栓斷裂隱患召回2653輛凱迪拉克。 日前，上海通用汽車有限公司向國(guó)家質(zhì)檢總局備案了召回計(jì)劃，將自2013年5月17日起，召回部分2013年款進(jìn)口凱迪拉克SRX汽車(配置18英寸輪轂)，生產(chǎn)日期為2012年9月3日至2013年3月7日。據(jù)該公司統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)大陸地區(qū)涉及2653