電子汽車衡傳感器彈性體開裂分析
發布時間：2015-07-07
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六角頭端面下6mm處貫穿裂紋裂紋沿晶界擴展呈“樹根”狀沿晶裂紋處橫向切開六角頭，試樣經研磨拋光和超聲波清洗。該部位彈性體已被裂紋貫穿，距離彈性體端面一定距離處要先于彈性體端面形成貫穿裂紋，這和彈性體受壓時六角頭端面受壓應力而側面一定范圍內受拉應力有關。環境中含有大量硫化物，掃描電鏡能譜進一步分析表明，殘留物中硫元素含量達到4.0%(重量百分比）。
采用ANSYS有限元軟件，選用Solid45單元建模并分析彈性體軸向受載30噸時的應力分布，彈性體六角頭分析結。六角頭端面是半徑為160mm球面，彈性體軸向受壓時，六角頭端面受壓應力，邊緣受拉應力，應力是。傳感器外殼
心部位受壓逐步向邊緣受拉過渡。計算表明，六角頭最大拉應力不在端面邊緣，而是在距離端面69mm處六角頭側面的小平面上，六角頭側面上周向最大拉應力為127MPa。
失效彈性體化學成分、力學性能和晶粒度的測試結果正常，彈性體采用真空熱處理，加之該彈性體材料碳含量為0.195%可排除淬火裂紋可能性。可知，失效彈性體存在多個裂紋源，裂紋沿晶界擴展，并呈“樹根”狀分布，裂紋具有應力腐蝕特征。拉應力和腐蝕介質是金屬發生應力腐蝕開裂的兩個必備外部條件。有限元分析表明，當彈性體受30噸加載時，彈性體六角頭側面存在最大127MPa拉應力，雖然拉應力值遠低于材料屈服強度，但對于應力腐蝕開裂，當拉應力超過該材料應力腐蝕開裂門檻值時裂紋即萌生和擴展。失效彈性體表面殘留物分析結果表明，該彈性體使用環境中存在大量FeS2，硫含量達到4.0%。在硫化物環境中，不銹鋼抗應力腐蝕開裂能力將被大大削弱，硫化物致使。
