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期刊简介More+

《失效分析与预防》是全国范围内第一个公开出版发行的失效分析专业期刊,也是继英国和美国之后在世界范围内公开发行的第三个失效分析与预防专业期刊。主要报道我国失效分析与预防方面的技术成果,促进国内外学术交流,培养高科技人才,提高我国失效分析的理论与技术水平。 影响因子:《2009年中国期刊引证报告(扩刊版)》中,本刊影响因子由2008年的0.456增加到0.745,同比增长63.37%,在所属金属学与金属工艺科技期刊学科中排名第4位。同年在中国科学文献计量评 ...
优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
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TC11在热暴露条件下的显微组织特征研究
林楚新, 林森
当前状态:
[摘要](953) [HTML全文](817) [PDF 3286KB](0)
摘要:
在车台试验中,TC11压气机盘多次出现超温情况。通过对双重退火的TC11锻件指定位置取样,进行各种温度和时间的热暴露试验,检查其显微组织和硬度。结果表明:TC11热暴露温度时间试验从更为复杂的热暴露历程方面验证《发动机关键结构材料温色图谱》相关结果;硬度和时间对数关系图对研究该材料的温度履历有重要帮助;热暴露试验得到63个热暴露点(11个温度点,14个时间段)的金相组织和硬度,将对判断TC11故障履历有重要意义。
SOI CMOS电路稳态寿命试验后漏电失效分析
张宇隆, 文宇, 郑广州
当前状态:
[摘要](57) [HTML全文](50) [PDF 3509KB](0)
摘要:
针对SOI COMS电路稳态寿命试验后输入漏电流超标开展失效分析,分别对异常掉电致击穿、离子沾污、内部气氛不佳、芯片外表面污染、静电放电(ESD)等因素进行排查分析。定位电路失效原因为ESD防护用具状态不佳,导致试验过程中产生的ESD使电路输入端口二极管发生栅氧击穿。通过ESD测试设备模拟和原试验过程模拟两种方式,对失效模式进行复现验证。结果表明:SOI CMOS电路在试验过程中,即使试验员按要求佩戴防静电腕带和绝缘指套,若防静电腕带或绝缘指套状态不佳,仍易引发样品ESD失效;失效模式通常为电路输入端口微安级漏电,且该漏电在高温退火后会有部分恢复。建议在试验过程中选用全金属防静电腕带和防静电专用指套;若选用尼龙编制腕带,须定期更换。
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封面
2022 年 2 期封面
2022, 17(2).  
[摘要](0) [PDF 51391KB](0)
摘要:
2022 年 2 期目录
2022, 17(2): 1-2.  
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 797KB](0)
摘要:
研究论文
基于断裂力学的转向架构架制动吊座剩余寿命评价
王燕, 秦天宇, 秦庆斌, 韩晓辉, 吴圣川
2022, 17(2): 73-80.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.001
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 5225KB](0)
摘要:
转向架构架焊接时形成熔合不良、气孔等缺陷是疲劳裂纹萌生和扩展的本质来源之一。以客车非动力转向架构架的铸造部件疲劳寿命为考察对象,对制动夹钳吊座用G20Mn5铸钢材料进行高周疲劳试验及断裂力学试验。依据构架焊接质量探伤结果进行缺陷的规则化处理,在制动夹钳吊座与横梁焊缝热影响区等应力热点区域置入不同深度的裂纹,考虑实测8级载荷谱作为制动工况输入,利用经典Paris疲劳裂纹扩展模型,在损伤容限框架内估算含焊接缺陷的制动夹钳吊座的剩余寿命。结果表明:当制动夹钳吊座与横梁焊缝处的原始铸造缺陷小于0.5 mm时,属于安全尺寸;而初始裂纹深度为1 mm的裂纹扩展到1 mm时的剩余寿命约为7098万km,超过现役焊接构架设计寿命。可见,疲劳寿命能满足设计寿命指标,并具有一定的安全裕度。
GH909平板在模拟叶片冲击下失效模式分析
黄宗峥, 李坚, 欧阳志高, 孟卫华, 刘建新, 郭伟国
2022, 17(2): 81-85, 95.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.002
[摘要](43) [HTML全文](28) [PDF 3917KB](2)
摘要:
针对航空发动机燃气涡轮机匣典型材料GH909,设计平板打靶试验件。以定向凝固柱晶高温合金DZ406模拟叶片为弹体,开展冲击打靶试验,得到GH909平板在模拟叶片冲击下的变形、失效模式和临界穿透速度。结果表明:模拟叶片冲击平板过程中,随着冲击速度的增加,平板变形破坏会产生弹痕变形、临界击穿、完全击穿等不同失效模式;以0°角垂直冲击平板时,低速时不会产生裂纹,当速度较高时,冲击部位会被撕裂,弹痕两端向垂直方向延伸出共4条裂纹,当速度较高时,叶片会穿透平板,弹坑周围向外延伸5条裂纹;以45°角冲击平板时,在高速冲击下平板产生呈T型3条裂纹。该研究结果对航空发动机机匣包容性设计有借鉴意义。
发动机小直径管X射线底片数字化图像增强技术
王克广, 岳乔, 缪伟, 邬冠华
2022, 17(2): 86-95.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.003
[摘要](61) [HTML全文](57) [PDF 5203KB](0)
摘要:
针对X射线胶片扫描后图像退化问题,提出一种基于麻雀搜索的改进多尺度Retinex (Multi-Scale Retinex,MSR)增强算法。以航空发动机小直径管数字化图像为研究对象,把图像梯度、频域特性和信息熵作为麻雀搜索算法的种群适应度函数,寻找双边滤波器中关键参数\begin{document}${\mathrm{\sigma }}_{\mathrm{r}n}$\end{document}最优值,实现自适应图像增强。两类典型实际图像测试结果表明,相比限制对比度直方图均衡化和传统MSR处理方法,本研究算法不仅在主观图像上能更加清楚地显示缺陷,而且在客观评价指标上至少提高10%以上,明显改善图像质量。
直流电位法裂纹长度标定技术研究
王亮, 刘帅, 王翔
2022, 17(2): 96-101.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.004
[摘要](58) [HTML全文](32) [PDF 3007KB](0)
摘要:
高温合金在400 ℃以上温度进行试验时,材料表面由于氧化或高温热辐射等情况,无法使用基于光学原理的目测法进行疲劳裂纹长度的测量,需要使用直流电位法进行测量。本研究使用直流电位法对紧凑拉伸试样和中心拉伸试样进行裂纹长度测量,解决高温试验条件下,温度、焊点氧化、热电效应对测量结果的影响,并使用勾选法标定直流电位法测量的裂纹长度。结果表明:在标定紧凑拉伸试样和中心拉伸试样时,误差曲线呈线性趋势,紧凑拉伸测量误差在18%以内,中心拉伸试样测量误差在4.3%以内;对比电位法与勾线法的测量结果可知,电位法测量结果均为线性误差,可以通过线性修正获得准确的裂纹长度,从而计算出扩展速率数据。
Ti-6Al-4V热变形行为及利用多项耦合进行本构关系修正
余传森, 刘晓波
2022, 17(2): 102-108, 112.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.005
[摘要](188) [HTML全文](49) [PDF 3916KB](2)
摘要:
采用热模拟试验机对钛合金Ti-6Al-4V进行高温压缩试验,研究其在850~1100 ℃温度下,0.001~0.1 s−1应变速率的流动应力行为。结果表明:钛合金Ti-6Al-4V具有应变速率、温度敏感性;随着温度的升高和应变速率的减小,流动应力逐渐降低,加工硬化速率与动态软化速率达到动态平衡。通过分析工艺参数对材料参数的影响,发现合金的材料参数(N、A、Q)随变形条件的变化而变化。在传统双曲正弦函数型Arrhenius方程的基础上提出一种考虑应变速率、温度和应变耦合修正的双曲正弦本构方程,并用相关系数R和平均相对误差(AARE)来评价所建立的本构模型的准确性,定量分析结果表明,修正的本构方程能够较准确地预测钛合金Ti-6Al-4V的流动应力。
案例分析
汽车行李箱密封条漏水问题分析与优化
赵艳青, 吕均益, 吕程, 黄涛, 孙士炜, 余家辉
2022, 17(2): 109-112.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.006
[摘要](51) [HTML全文](38) [PDF 3671KB](0)
摘要:
汽车行李箱密封条下部左右两侧位置漏水。对漏水位置、钣金尺寸、密封条结构和性能、滚压工艺等常见影响因素进行分析,并重点分析滚压枪的滚压速度对密封条拔出力的影响。结果表明:模拟测试整车钣金厚度变化位置密封条的拔出力,当滚压枪转速增大时,拔出力由106 N/100 mm降低为87 N/100 mm;对漏水位置钣金厚度由4.5 mm增大至5.8 mm处截面进行分析,滚轮和钣金之间有约2.27 mm的间隙,需用不干胶和密封条进行填充才会使滚压后的密封条与钣金没有间隙,达到避免漏水的目的。通过优化滚压枪滚轮的转速,由720 r/min调整至460 r/min,并严格控制不同位置的钣金厚度,可解决行李箱密封条的漏水问题,并为后续同类问题的分析和解决提供技术支持。
纺织机耐磨白口铸铁走针圈非正常磨损分析
姚良, 徐浩杰, 陈亮, 刘丽
2022, 17(2): 113-118.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.007
[摘要](67) [HTML全文](45) [PDF 5132KB](0)
摘要:
纺织机械配件在产品测试时,发现走针圈有未达到预期设计寿命的快速磨损现象,磨损位置位于走针圈上与针片的接触区域。选取1个严重磨损的走针圈和1个长期使用良好未磨损的走针圈,结合宏观观察、成分分析、硬度检测、微观金相、扫描电镜观察表面微观形貌,以及能谱分析等相关检测,对磨损原因进行分析。结果表明:走针圈的磨损从磨损机理上属于磨粒磨损类型;形成磨粒磨损的原因是碳化物呈大颗粒网状以及长条状聚集分布,马氏体中的二次碳化物颗粒数量偏少使得马氏体基体对共晶碳化物的包裹支撑能力降低,导致块状分布的共晶碳化物容易与马氏体基体剥落形成磨损磨粒,从而导致非正常磨损。
摆振限动块安装螺栓断裂原因分析
白红超, 黄景兴, 陈尧
2022, 17(2): 119-123, 128.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.008
[摘要](1) [HTML全文](1) [PDF 5396KB](1)
摘要:
针对直升机摆振限动块安装螺栓在服役过程中发生断裂的现象,主要从工艺角度分析了螺栓断裂的原因。通过断口宏微观观察、化学成分分析及硬度测试,核查了断裂螺栓的热处理工艺参数。在此基础上,利用螺栓拧紧力矩、拉伸和冲击韧性试验验证螺栓失效原因。结果表明,螺栓断裂是由于热处理工艺不当,导致其具有回火脆性。针对该螺栓断裂问题,通过降低回火温度来改善其回火脆性,从而降低飞行过程中摆振限动块受到桨叶对螺栓的冲击力导致的断裂风险,保障直升机的安全运营。
齿轮轴开裂原因分析
张兵, 石晓东, 侯锐, 王智, 强浩垚, 戚晓晨
2022, 17(2): 124-128.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.009
[摘要](51) [HTML全文](59) [PDF 4129KB](1)
摘要:
齿轮轴放置一段时间后发生开裂。通过宏微观观察、金相组织检查、硬度测试、能谱成分分析以及氢含量测定,对齿轮轴的开裂性质和原因进行分析。结果表明:齿轮轴开裂性质为氢致延迟脆性开裂;齿轮轴开裂与氢含量关系较小;齿轮轴内部存在较大的Al2O3•(CaO)X夹杂缺陷,导致较大的应力集中,这是齿轮轴发生氢致脆性开裂的主要原因。应严格控制齿轮轴原材料的质量,防止类似故障的发生。
30CrMnSiA支臂零件裂纹产生原因分析
周武风, 董娜, 戴木海, 徐周珏, 李勇, 蒋敏, 李想军, 吕晨
2022, 17(2): 129-133.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.010
[摘要](81) [HTML全文](61) [PDF 4422KB](5)
摘要:
30CrMnSiA支臂零件在机加工和热处理后,经无损探伤检验发现在零件轴线多处有裂纹存在。为明确支臂零件裂纹产生的原因,通过宏观观察、金相组织分析、微观观察和能谱分析、力学性能测试、化学成分分析等试验手段进行分析,并与原材料进行对比。结果表明:该零件材料的微观组织不均匀,容易产生较大的组织应力,异常的带状组织分布方向与裂纹扩展方向一致;裂纹主要位于零件截面尺寸变化处,因筋条的尺寸变化而造成的淬火冷速不一致,导致裂纹处存在较大热应力。经分析可知,零件裂纹均为淬火裂纹,零件原材料带状组织不均匀和零件形状尺寸变化较大等综合因素导致该零件淬火时容易产生淬火裂纹。
综述
埋地管道杂散电流干扰的研究进展
汤彬坤, 冯阳, 赖文沁, 吴涛, 钟剑锋, 伏喜斌, 钟舜聪
2022, 17(2): 134-140.   doi: 10.3969/j.issn.1673-6214.2022.02.011
[摘要](60) [HTML全文](59) [PDF 3426KB](1)
摘要:
随着我国地铁和管道的不断建设,由杂散电流引起的管道腐蚀问题受到人们广泛关注。因杂散电流分布复杂且影响因素众多,导致埋地管道的有效防护成为实际工程中的一大难题。为了更好地解决杂散电流对埋地管道的干扰问题,详细介绍了杂散电流的分类、腐蚀机理和干扰指标,从地铁和管道2个角度综合论述了国内外学者对杂散电流分布模型、杂散电流源保护和埋地管道排流措施及其杂散电流监测技术的研究现状和进展,明确了进一步完善杂散电流分布模型的精确模拟和发展新型杂散电流监测新技术对于埋地管道的防护意义重大,并对未来管道受杂散电流干扰问题的研究方向进行了展望。研究结果能够为研究人员开展管道杂散电流干扰研究提供参考,具有重要的实际工程意义。
螺柱断裂分析及机制探讨
李平平, 刘元森
[摘要](7426) [HTML全文](4787) [PDF 697KB](105)
摘要:
通过断口宏微观形貌观察、能谱分析、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、带状组织评级等手段,对螺柱断裂原因进行分析。结果表明:螺柱的断裂性质为氢脆断裂;起裂部位为螺柱中心位置,此处硬度远高于其他部位;能谱分析和金相组织检查发现裂纹起始处存在严重的碳偏析和合金元素偏析,这是造成螺柱在心部发生氢脆断裂的根本原因。
发动机压气机叶片断裂故障分析与试验验证
张再德
[摘要](6622) [HTML全文](4034) [PDF 578KB](85)
摘要:
发动机工作过程中出现燃气温度偏高的异常现象,返厂试车过程中Ⅱ级、Ⅲ级压气机转子叶片发生断裂。通过分解检查和理化分析,确定各断裂叶片的断裂性质及首断件;从设计、制造、装配、使用方面对首断件断裂原因进行分析,并采用整机模拟燃气温度偏高试验和压气机叶片叶尖振幅测量试验对断裂原因进行验证。结果表明:Ⅱ级压气机部分转子叶片发生高周疲劳断裂,为首断件;发动机严重进气畸变状态下,燃气温度偏高,Ⅱ级转子叶片一阶弯曲振动应力过高;可调叶片角度不准确、非正常激励频率是导致压气机叶片断裂的原因。

《南昌航空大学学报》(自然科学版)和《失效分析与预防》荣获第六届江西省优秀期刊奖

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