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不同阀座的泵阀寿命原因

材料发生疲劳破坏受多种因素的影响,其发展过程大致分为疲劳裂纹成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展和断裂等四个阶段。

(1)疲劳裂纹成核阶段

对无裂纹或类裂纹缺陷的光滑试样,在交变应力作用下,由于材料组织性能分布不均而导致试件表面局部区域仍然产生塑性滑移,多次循环塑性滑移会导致材料被挤出或挤入滑移带,从而形成微裂纹核。


(2)微观裂纹扩展阶段

形成微裂纹核后,微裂纹将沿与主应力轴成45°的剪应力作用滑移面扩展,该阶段裂纹特点是裂纹深入表面的深度较浅,而且不是单一裂纹,是一系列沿滑移带的裂纹簇。


(3)宏观裂纹扩展阶段

此阶段裂纹扩展方向与应力方向垂直,且为单一裂纹,裂纹长度在微观裂纹扩展的基础上继续增大达到0.1rmn水平。微观裂纹扩展阶段和宏观裂纹扩展阶段。


(4)断裂阶段

当材料裂纹长度超过0.1mm的临界尺寸时,裂纹在应力作用下将很快扩展,使材料表面产生较大裂缝,直至失效。此阶段即为材料的断裂阶段。


裂纹的疲劳扩展是对材料开展失效分析研究的重要组成部分。根据循环作用的疲劳载荷幅的特性,可将裂纹扩展的分析研究分为恒幅疲劳载荷裂纹扩展研究和变幅疲劳载荷裂纹扩展研究。对ca88手机版阀体冲击阀座过程中的载荷特性进行分析可以认为,阀体和阀座间的冲击载荷属于恒幅冲击疲劳载荷,即认为每次阀体冲击阀座的作用力的大小和方向均相同。对恒幅冲击疲劳载荷下的疲劳裂纹的扩展规律的研究,较为成熟的方法是讨论在单轴交变应力作用下,裂纹长度fl沿垂直于应力方向扩展速率dfl/cW的理论和规律,主要的描述裂纹扩展速率方程包括Frost-Liu方程、Paris方程、Forman方程及Walker方程等。


根据泵阀系统的作用机理可知,阀体与阀座之间承受循环冲击力的作用,阀体和阀座常因疲劳断裂而发生损坏,因此对泵阀系统冲击行为的疲劳分析研究有着十分重要的意义。在讨论的三种形式的阀座中,由于阀座的结构形式不同,导致冲击时阀体和阀座间的作用力分布及大小有所区别,泵阀系统的寿命也有所区别。为此着重对具有三种结构形式阀座的泵阀系统,其阀体和阀座疲劳寿命进行分析研究,以探讨各结构形式对ca88会员登录泵阀系统各部件寿命的影响,进行疲劳分析时,需要获得材料的S-N疲劳寿命曲线。因此在泵阀系统的冲击行为进行疲劳分析研究中,需要提供泵阀材料即20CrMo的S-N疲劳寿命曲线。


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点击次数:  更新时间:2018-03-07 11:07:03  【打印此页】  【关闭