Page 84 - 理化检验-物理分册2021年第十期

徐其航, 等: 直升机主桨毂顶盖连接螺栓断裂原因

连接螺栓通过盖板对主桨毂的星形件起紧固作 1a ) 所示。断裂螺栓的头部断口( 图 1b ) ~d )) 呈
用, 盖板正面螺栓孔附近可见明显的六角压痕, 灰褐色, 表面有严重的锈蚀痕迹; 呈多源特征, 主
12 个螺栓中有 1 个发生断裂。连接螺栓断裂于 源及次源均位于表面, 次源呈中心对称分布, 均
根部倒 圆 角 附 近, 断 裂 螺 栓 外 观 磨 损 形 貌 如 图 为线源。

图1 断裂连接螺栓的宏观形貌

Fi g 1 Macromor p holo gy ofthefracturedconnectin g bolt

a overallofthefracturedconnectin g bolt b fractureoftheconnectin g bolt c c y lindricalsurfaceIincontactwithbushin g

d c y lindricalsurfaceIincontactwithcover p late e c y lindricalsurfaceIIincontactwithbushin g f c y lindricalsurfaceIIincontactwithcover p late
为方便描述, 将靠近螺栓头的螺杆圆柱面编号为 差异, 断裂螺栓圆柱I面正反两面均存在磨损, 而未
I 面, 靠近螺纹的螺杆圆柱面编号为II 面。螺栓断口 断裂螺栓圆柱I 面正面存在磨损, 且磨损面积比断裂
可观察到疲劳弧线特征; 主源区侧表面磨损形貌清晰 螺栓大, 反面未见明显磨损; 未断裂螺栓圆柱面上磨
可见, 呈三角形, 宽度约1mm , 高度约2mm 。连接 损锈蚀相对较多, 呈微动磨损的特征, 磨损间隙较小。

螺栓的螺杆部分中间细两端粗, 断裂螺栓的圆柱I 面 图2为断裂螺栓与未断裂螺栓头部端面宏观形
磨损在高度上分为两个区域, 以距螺栓头约4mm ( 盖 貌。可以看出, 断裂螺栓的螺栓头部端面磨损氧化

板的厚度) 为界, 左右两个区域磨损程度截然相反。 严重。断裂螺栓的螺栓头的6个六方面中有3个已
圆柱 II 面也存在这样的分界, 分界两侧磨损程度截然 经被打磨, 剩余的3个六方面表面形貌完整, 无明显
相反。经分析, 磨损分界是因为星形件的孔( 高度为 的塑性变形。断裂螺栓的螺纹部分完好, 未发现磨

55mm ) 内衬套只与螺栓部分接触所致。经测量, 这 损。螺纹部分完好, 表明该螺栓没有发生松动现象,

两个分界的高度也为55mm 。 不是机械振动引起的断裂故障。
对比其余11个未断裂螺栓的外观磨损形貌, 发 1.2 微观分析
现其圆柱I 面和II 面磨损痕迹与断裂螺栓存在明显 用超声清洗断裂螺栓的断口剖面, 将清洗后的

图2 断裂螺栓与未断裂螺栓头部端面宏观形貌

Fi g 2 Macromor p holo gy ofheadendfaceofa thefracturedboltandb thenon-fracturebolt
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