金属管线高温环境下的断裂失效分析

• 作者: 武晓雷 范学军 谢季佳 费恒孝
• 来源期刊: 力学与实践
• 学科: 物理学
• 关键词: 金属管 断口分析 疲劳辉纹 振动疲劳 焊缝
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 应用研究
• 页码范围: 30-34,55
• 页数: 6页
• 分类号: O327
• 字数: 2280字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/1000-0879-16-224

摘要

超燃冲压发动机燃烧室试验台配置了大量金属管线,煤油作为燃料和冷却介质在其中输运,在实验过程中发生管线早期断裂失效,对此开展了分析.首先利用三维体视显微镜与扫描电镜进行了断口观察与分析,表明管线的开裂起源于焊缝根部,具有典型的多源起源特征;裂纹源区具有蓝色半圆形特征,表明存在焊接裂纹.同时,断口呈现明显的疲劳辉纹,间距为亚微米量级.根据辉纹间距与管材壁厚以及使用寿命分析,确定了疲劳载荷的频率范围;根据理论公式与有限元模态分析对管线的自振频率进行了估算,其结果与断口分析的结果吻合良好.以上研究结果表明管线断裂是典型的振动疲劳失效导致的.为此,建议在管线中部增加固定点约束,改变管线的自振频率以降低振幅,并改进焊接工艺,提高管线焊接质量.基于以上措施,有效解决了管线的早期断裂失效问题.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	范学军	中国科学院力学研究所高温气动国家重点实验室	16	303	7.0	16.0
5	谢季佳	中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室	15	159	6.0	12.0
9	武晓雷	中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室	21	203	8.0	14.0
13	费恒孝	中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室	1	0	0.0	0.0