注水泵泵頭體失效的過(guò)程
發(fā)布時(shí)間：2015年12月24日 09:01 閱讀：4580
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澤德
注水泵泵頭體在運(yùn)行過(guò)程中承受交變載荷時(shí)產(chǎn)生疲勞裂紋。引起泵頭體的斷裂失效，這種應(yīng)力較低的突然脆斷的原因與泵頭體內(nèi)部存在的缺陷密切相關(guān)，缺陷可能是冶煉、鑄造、鍛壓等生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的夾雜、氣孔、白點(diǎn)等造成的。
泵頭體的疲勞破壞經(jīng)歷3個(gè)階段，即孕育期、裂紋擴(kuò)張期和最后斷裂。
孕育期：泵頭在交變載荷作用下，達(dá)到產(chǎn)生裂紋所需要的時(shí)間和交變周次，不論泵頭體材料局部有無(wú)缺陷，均存在孕育期。原始材料細(xì)小缺陷程度不同，孕育期的長(zhǎng)短有著較大差異。
擴(kuò)張期：在交變載荷作用下，從泵頭裂紋的萌生開(kāi)始到斷裂前，裂紋由微觀向宏觀擴(kuò)張。這種擴(kuò)張是裂紋的尺寸小于最后斷裂時(shí)的臨界裂紋尺寸條件下的緩慢擴(kuò)張。
斷裂：外加載荷不變，隨著裂紋的亞臨界擴(kuò)張，裂紋長(zhǎng)度不斷增長(zhǎng)，裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子K值不斷增加。當(dāng)裂紋的長(zhǎng)度達(dá)到某一“臨界裂紋尺寸”，裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子值便達(dá)到該材料在疲勞條件下的斷裂韌性，泵頭裂紋快速“失穩(wěn)擴(kuò)張”，泵頭發(fā)生最后斷裂。
由此可知，疲勞壽命由形成裂紋的孕育期，疲勞裂紋的亞臨界擴(kuò)張速率，以及最后斷裂的臨界尺寸來(lái)決定。
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