纯电动物流车拖车钩断裂失效研究与设计

发布时间：2021-01-16 13:02

　　拖车钩是一种为方便车辆在失去动力时依靠外力摆脱困境的安全保护装置。某纯电动物流车拖车钩在使用过程时断裂失效,分析了拖车钩宏观断口形貌、金相组织、硬度、化学成分及力学性能等,以揭示拖车钩断裂机理,并提出优化设计。结果表明:拖车钩宏观断口形貌为典型脆性断裂,解理断口,下部有少量韧性断口,内部有大量微裂纹;金相组织存在针片状魏氏体,材料脆性增加,引起拖车钩的强度降低;硬度值略大于设计值;拖车钩材料均为45钢,与设计一致;25°方向拉脱力测试拖车钩螺纹根部断裂,与有限元分析结果和零件断裂位置一致。对拖车钩结构尺寸进行优化,优化后不同工况下最大应力均小于材料的抗拉强度600 MPa,符合设计要求。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(18)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

拖车钩断口的金相组织图

采用场发射扫描电镜JSM-7001F(SEM）对拖车钩断裂口进行形貌分析，如图2所示。可知，断口根部有明显车削痕，粗糙度较高，存在微裂纹，裂纹扩展方向为自裂纹源自下而上逐渐扩展。螺纹根部断裂口大部分为解理断口[10]，且内部存在大量微裂纹，下部有少量韧性断口，如图3所示。微裂纹逐渐扩大，引起应力集中、强度下降，进而发生剪切断裂失效。图4为非金属夹杂物能谱测试图。表2为夹杂物各元素成分质量分数。由表2可知，拖车钩材料中存在非金属夹杂物，非金属夹杂物中断了拖车钩基体间金属纤维连续性，形成内部缺陷[11]。拖车钩螺纹加工及搬运过程中，搬运工具及螺纹加工工具上的油污等引起非金属夹杂物进入拖车钩次表层内，车削的螺纹粗糙度较高，且存在微裂纹。拖车钩在使用过程中，在拉力作用下裂纹逐渐扩大，形成脆性断裂。

螺纹根部断裂口大部分为解理断口[10]，且内部存在大量微裂纹，下部有少量韧性断口，如图3所示。微裂纹逐渐扩大，引起应力集中、强度下降，进而发生剪切断裂失效。图4为非金属夹杂物能谱测试图。表2为夹杂物各元素成分质量分数。由表2可知，拖车钩材料中存在非金属夹杂物，非金属夹杂物中断了拖车钩基体间金属纤维连续性，形成内部缺陷[11]。拖车钩螺纹加工及搬运过程中，搬运工具及螺纹加工工具上的油污等引起非金属夹杂物进入拖车钩次表层内，车削的螺纹粗糙度较高，且存在微裂纹。拖车钩在使用过程中，在拉力作用下裂纹逐渐扩大，形成脆性断裂。图4 非金属夹杂物能谱分析图

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2980879