I型裂纹范文

I型裂纹范文（精选3篇）

I型裂纹 第1篇

客运专线桥梁上CRTSII型板式无砟道床主要由滑动层、混凝土底座板、CA砂浆层、轨道板及侧向挡块组成。混凝土底座板通过在桥梁端部设置摩擦端刺进行纵向限位, 并在每孔梁的固定支座端通过剪力齿槽将力传递到梁体上;轨道板在跨梁缝处设置剪切连接钢筋与底座板连接。底座板和轨道板在纵向连结后形成整体的长细杆件结构, 在列车活载、收缩徐变及温度应力作用下, 因端刺、剪力齿槽及剪切连接钢筋限制了结构变形而产生的内力若释放不及时, 混凝土结构容易产生裂纹。侧向挡块在与梁体整体一起滑动时, 常因其与底座板交接部粘连而导致开裂形成裂纹。这些裂纹的产生将会使混凝土的受力性能不断下降, 无法满足“百年客专”的耐久性要求。

2 无砟轨道裂纹等级的判定及修补原则

2.1 裂纹等级判定

无砟道床的伤损等级划分为I、II、III级, 伤损等级根据无砟道床伤损的形式及程度有明确的评定标准。CRTSⅡ型板式无砟道床的底座板、轨道板及侧向挡块的裂纹伤损评定标准如下:

2.2 裂纹修补原则

目前常用的无砟轨道裂纹修补方法主要有表面封闭法、无压注浆法及低压注浆法三类, 主要适用原则如下:

(1) 对于无砟轨道I级裂纹暂不修补, 但应进行观察记录, 及时掌握裂纹发展变化。

(2) 对于轨道板预裂缝处的II、III级裂纹;轨道板非预裂缝处的II、III级垂直裂纹, 当裂纹宽度<0.5mm时;底座板及侧向挡块II级裂纹;采用表面封闭进行修补。

(3) 对于轨道板非预裂缝处的水平裂纹;底座板III级裂纹;采用无压注浆法进行修补。

(4) 对于轨道板非预裂缝处的II、III级垂直裂纹, 当裂纹宽度≥0.5mm时;侧向挡块III级裂纹;采用低压注浆法进行修补。

3 无砟轨道裂纹修补技术

3.1 表面封闭法

用于封闭无砟轨道混凝土表面裂纹的表层涂料采用环氧胶泥, 相应底层涂料采用环氧基液。

3.1.1 表面封闭法裂纹修补技术

(1) 用钢丝刷沿裂缝表面两侧刷毛, 再用真空吸尘器清除灰尘, 若有必要可采用丙酮对裂缝表面进行清洗。

(2) 沿裂缝表面涂刷一层环氧基液。环氧基液配比 (重量比) 为环氧树脂:650号增韧剂:501号活性剂:乙二胺=100:30:20:10。

(3) 待底涂材料表干后, 用环氧胶泥在裂纹表面涂刷3遍以上, 以涂层厚度达到300μm以上为宜。每遍涂刷都要等到上遍涂层材料表干后再涂, 且两次涂刷方向相互垂直。环氧胶泥配合比 (重量比) 为环氧树脂:邻苯二甲酸二丁酯:乙二胺:水泥=100:30: (13~15) : (350~400) 。若表层涂料与原混凝土表面颜色差异太大时, 可在处理完成后再刷一层水泥浆, 然后砂纸打磨即可。

3.1.2 K-801胶泥封闭裂纹

用于裂纹表面封闭的材料除了环氧胶泥外, 常用的还有K-801胶泥, 相应底层涂料采用K-801胶液。K-801胶泥封闭裂缝的方法与环氧胶泥大体相同, 其中K-801胶液的配合比 (重量比) 为K-801胶:活性单体:引发剂:促进剂=60:40:0.75:0.15, K-801胶泥配合比 (重量比) 为K-801胶:水泥=1:1.5。

3.2 无压注浆法

无压注浆法修补无砟轨道混凝土裂缝采用环氧树脂浆液作为注浆材料。环氧树脂因其本身具有高强快硬、粘结力强、耐化学腐蚀、抗水、抗冻性能好等诸多优点而广泛应用于混凝土裂纹修补施工中。环氧树脂浆液由环氧树脂、增韧剂、固化剂等多组分组成, 常被用于修补裂缝的填充剂。采用环氧树脂浆液作为注浆材料的无压注浆法主要施工过程如下:

(1) 用切割机将裂缝表面扩宽一道5~10mm的槽口, 深度5mm左右。

(2) 用钢丝刷、丙酮溶剂等对裂缝表面进行清理, 并用电热吹风机烘干。

(3) 用注射枪将环氧树脂浆液注射进槽口, 使其渗入裂缝内部。环氧树脂浆液配合比 (重量比) 为环氧树脂:糠醛:丙酮:乙二胺=100: (20~25) : (20~25) : (15~20) 。

(4) 如有必要可用环氧胶泥对裂缝进行表面封闭。

(5) 表观处理。

3.3 低压注浆法

“壁可”法是目前裂纹修补施工中运用最多的一种低压注浆工艺。因其强大的渗透力及粘结力, 能够注入到细微裂纹的末端, 完美地修补结构裂纹;并且即使固化后仍具有适度的柔韧性, 使修补后的裂纹在冲击荷载的作用的也不会开裂;此外, 其耐久性能如抗水、抗化学腐蚀等方面的表现亦相当卓越。

“壁可”法修补混凝土裂纹采用BL-GROUT100型高分子树脂材料作为注入胶, 由主剂和硬化剂组成, 使用时按主剂:硬化剂 (重量比) =2:1配制。封口胶采用SHO-B0NOD101#高分子树脂材料, 材料双组份配比为主剂:硬化剂 (重量比) =7:3。“壁可”法主要修补施工过程如下:

(1) 裂纹表面清理。用钢丝刷沿裂纹纵向清理宽约5cm范围内的混凝土表面, 若裂纹附近分布有细微龟裂部位, 则应适当的将清理范围加宽至8~10cm。用丙酮清洗清理范围, 烘干。

(2) 安装注入座。按配比调好封口胶, 使其拌合充分并呈现均匀一致的灰色。用抹刀将封口胶刮在注入座底面的四边, 每边宽8mm、厚5mm, 将注入座的注入口对准裂纹中心, 稍微用力按压使胶从底面的四个小孔挤出, 用抹刀取胶将注入座底板各边刮抹包覆, 并向外刮抹8~10cm的圆形范围。注入座沿裂纹走向每米约布置3个。

(3) 裂纹封闭。沿裂纹走向的5cm宽范围内用抹刀刮抹厚度约为2mm的封口胶, 刮抹时尽量一次完成, 避免反复涂抹。若裂纹附近分布有细微龟裂部位, 则应适当抹宽至8~10cm。裂纹封闭完成后让其自然固化, 固化时间当环境温度20℃时为12小时, 若环境温度为30℃, 则固化时间只需6小时。

(4) 注浆。注浆采用DD注入器注入。将搅拌均匀的注入胶通过黄油枪注入DD注入器中, 注入至充满限制套后取下注入器, 将注入器通过连接卡扣安装到注入座的注浆口中, 静置一段时间后观察注入器是否仍然饱满, 若不饱满则应取下注入器补胶后再安装至注入座上, 如此反复至注入器一直呈现饱满状态后结束, 清洗工具。

(5) 后期处理。注入胶大约10~24小时可自然固化, 气温越高速度越快。固化后敲掉注入座和注入器, 用砂轮机将裂纹表面打磨平整。

4 结语

随着混凝土缺陷维修工艺的不断发展和改进, 越来越多的新材料被应用于混凝土的裂纹修补中。CRTSⅡ型板式无砟道床作为一种长细的杆结构, 对温度的伸缩变形相当敏感, 所以在选取裂纹修补材料时尤需注意, 尽量选取一些低粘度树脂材料或者是柔韧性较好的修补材料, 防止修补材料固化后限制结构的伸缩变形而加大结构内力, 降低结构的承载能力及耐久性。

参考文献

[1]杨存和.混凝土预制构件的裂缝封闭和缺陷修补[J].内蒙古科技与经济, 2006, (3) :91～93.

[2]蔡健, 王玲丽.混凝土桥梁裂缝修补方法研究[J].黑龙江交通科技.2010, (11) :75～78.

[3]卫志华, 卫恩秀, 王亚玲.混凝土裂缝及环氧树脂修补法探析[J].山西建筑.2003, (18) :54～55.

一种新的Ⅰ型分层裂纹桥联模型 第2篇

以往针对复合材料层间I型裂纹的桥联模型,假设裂纹面上下平行.这与真实情况是不相符的`.在考虑裂纹面不平行这一因素后,给出了一种新的桥联模型.还通过对桥联纤维附着力与桥联纤维轴向力大小的比较分析,将前者合理地舍去,使模型的表达得到简化.由计算结果的对比可以看出,新模型提出的修正是相当必要的.

作 者：何力军 吕国志 作者单位：何力军(西北工业大学,飞机系,陕西,西安,710072;宁夏大学,物理与电器信息工程系,银川,750021)

吕国志(西北工业大学,飞机系,陕西,西安,710072)

452型输入四档齿圈裂纹失效分析 第3篇

某汽车变速箱输入轴四档齿轮使用的材质是16Mn Cr S5, 16Mn Cr S5是从德国引进的钢种, 相当于我国16Cr Mn H钢 (参照GB/T 5216-2004保证淬透性结构钢标准) , 16Mn Cr S5齿轮钢经渗碳淬火后使用, 主要用于制造齿轮、蜗杆、密封轴套等零部件。技术要求表面硬度58.5-63.3HRC, 渗碳层深度0.5-1.0mm, 心部硬度30-43HRC;其主要工艺流程是:下料——锻造——等温正火——精加工——渗碳淬火——磨内孔。热处理工艺:加热至915℃1-2小时, 分级油冷至185℃3-4小时, 空冷。磨孔工艺后, 发现有1个齿圈有裂纹, 可见图1和图2所示。

2 检测内容

试样取自渗碳淬火后开裂的裂纹部位, 用金相显微镜分析金相组织, 用显微硬度计测试硬度, 用金相显微镜评级鉴别夹杂物和金相组织。

2.1 化学分析

根据检测报告, 见表1, 原材料16Mn Cr S5中各元素含量符合技术要求。

2.2 宏观形貌分析

按照图2位置线切割取样, 对齿圈表面裂纹进行了金相观察, 见图3和图4。在100倍视场下, 没有观察到该部位的内部裂纹, 由此推测该齿圈表面裂纹应为机加工中发生的碰撞痕迹。

2.3 金相分析

在100倍视场下, 对齿圈裂纹部位进行了观察, 发现其裂纹走向平直, 无分叉, 断口呈现脆性断裂外貌, 裂纹在开裂的末端逐渐变窄呈现尖状收尾。400倍视场下观察, 试样渗碳层部位组织均匀, 为细针状回火马氏体和少量残余奥氏体, 改用800倍视场下观察, 细针状回火马氏体和少量残余奥氏体较为清晰, 未见明显夹杂物和带状组织, 有少量细粒状弥散分布的碳化物。心部组织为板条马氏体, 同时有少量铁素体, 整体上组织较为均匀, 未见明显夹杂物和带状组织。

2.4 硬度分析

实测的表面显微硬度为760-836HV (技术要求:58.5-63.3HRC) , 心部硬度为488-504HV (技术要求:30-43 HRC) , 均符合相关要求。根据渗碳层形貌及实测显微维氏硬度看出 (截止到心部550HV) , 渗碳有效硬化层深约0.6mm (技术要求为0.5-1.0mm) , 符合技术要求。

3 失效机理分析

由图5可看出, 在齿圈裂纹上和下的最后断裂处外, 基本无明显塑性变形, 呈脆性断裂特征。在齿圈外缘有一条弧形裂纹, 金相观察该裂纹内部及附近的组织, 无氧化脱碳现象, 有效渗碳层较好, 裂纹的方向平直, 具备淬火裂纹特征, 可以推断该齿圈是在淬火工艺后产生的裂纹, 而非锻造氧化皮折叠所致。

在淬火油中冷却时, 一般情况下, 齿轮部位的冷却速度要比齿圈部位慢, 齿圈靠近齿轮的部位冷却速度要慢于靠近端面部位, 当冷却速度较大时, 最外端面的组织是早于内部位置完成组织转变的。此时, 齿圈最外端面产生的拉应力达到最大值, 淬火裂纹最容易在最外端面产生。最终, 在拉应力的作用下, 裂纹扩展到表面, 如果工件的外表面存在加工碰撞痕迹, 由图3可知, 该齿圈表面裂纹应为机加工中发生的碰撞痕迹, 这就会诱发或者直接形成可以观察到的裂纹。

齿轮的渗碳层有效层深和渗碳层硬度均符合技术要求, 齿轮的表面组织和心部组织均符合标准, 该齿圈的裂纹是由于机加工碰撞和淬火裂纹引起的。

4 改进建议

一般来说有锐角、孔洞或断面有急变的零件比较容易淬裂。该齿轮部位和齿圈部位尺寸相差过大, 齿圈相对较薄, 其表面的机加工痕迹容易成为淬火裂纹的起点。建议加强机加工生产过程的控制与检验, 避免发生在齿圈表面发生机加工碰撞, 同时注意热处理环节的淬火温度和冷却速度, 及时回火以消除应力, 注意选用合适的淬火油并及时更换新油。

摘要：通过化学成分、宏观形貌、金相组织检验和显微硬度测试等, 对452型输入四档齿圈裂纹原因进行分析。结果表明该齿圈存在机加工划痕, 热处理后产生淬火裂纹是导致该齿圈发生裂纹的原因, 并给出了必要的预防建议。

关键词：16MnCrS5,齿圈,裂纹,失效分析

参考文献

[1]任颂赞, 叶俭, 陈德华.金相分析原理及技术[M].上海:上海科学技术文献出版社, 2013.930.