הבנת כישלונות באלומיניום Alloy גלגלים

גלגלי ⁇ אלומיניום הפכו לסטנדרט בעיצוב רכב מודרני, בשל יכולתם להפחית מסה לא-מחדש ולשפר את יעילות הדלק.עם זאת, התכונות שהופכות אותם אטרקטיביים - משקל אור וכוח גבוה - יכול גם להוביל לכישלון כאשר נתון עומסי השפעה חמורים. ⁇ , רפידות השבבים, התקפי שבר, ותאונות כוח מודע פתאומי, כי לדחוף את החומרים החומריים מעבר לשיטות בקרה אינטנסיביות יותר, לא רק מנגנונים דרמטיים של תהליכים, אלא מנגנונים של מתכתיים, אלא מנגנונים יעילים יותר, אלא מנגנונים של מנגנונים של מנגנונים מנגנונים מנגנונים מנגנונים מנגנונים מנגנונים מאיצים, מנגנונים מנגנונים מנגנונים מנגנונים מנגנונים צמיגים, מנגנונים מנגנונים מנגנונים צמיגים יותר, צמיגים, צמיגים, צמיגים יותר, צמיגים יותר, צמיגים יותר, אכזבים יותר, מנגנונים מנגנונים מוטציות, אכזבים יותר, מנגנונים מנגנונים מנגנונים מאיצים יותר, מנגנוני מנגנוני מנגנוני מוטציות, מנגנונים מאיצים יותר, מוטציות, מנגנונים מאיצים יותר, מנגנונים מנגנונים אכזבה, מוטציות, מנגנונים מאיצים יותר, מנגנוני מנגנונים מוטציות, מוטציות, מוטציות, מוטציות, מוטציות, תסכולים יותר

Metallurgy ofאלומיניום Alloy Wheels

לפני צלילה למצבים של כישלון, חיוני להבין את החומרים במשחק. רוב הגלגלים המודרניים הם יצולים או מזויפים מסגסוגת אלומיניום ב -6xxx או 7xxx סדרה, עם A356 (אלSi7Mg0.3) להיות סגסוגת ליהוק משותף בשל נוזל מעולה שלה וכוח מתון.עבור גלגלים לעתים קרובות להשתמש 6061 או 7075 ⁇ , המציעה עמידות גבוהה יותר ו esoilational זהה טיפול חום - באופן דרמטי, עם השפעה מיידית, עם השפעה מכנית של גלגל קריטי, עם השפעה חלקית, עם השפעה חלקית, עם השפעה מכנית של נוזל דרמטי, עם גלגלים.

המונחים: Microstructural Weaknesses

Defects שהוצגו במהלך הייצור, כגון porosity, הכללות חד-חמצני, ומיקרו-שטרינקיון, לפעול כנציגים מתח.תחת עומס סטטי אלה עשויים להישאר רדום, אך תחת השפעה, הם הופכים אתרי נינקיה עבור סדקים. יתר על כן, חלקיקי סיליקון אקוטיים ב ⁇ A356 הם קשים וגלוחים; כאשר השפעה עוברת דרך הגלגל, חלקיקים יכולים להגביר את הלחץ על ידי ניקוי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 סיליקון, 000 סיליקון, 000, 000 לא יכול לגרום נזק סיליקון, 000 לא תקין, 000.

מצבי כישלונות ראשוניים תחת עומסי השפעה

כאשר גלגל ⁇ אלומיניום נתקל השפעה פתאומית, הכישלון הוא לעתים רחוקות אירוע יחיד.במקום, קערת מנגנונים מתפתחת, לעתים קרובות בתוך מילימטרים.הסעיפים הבאים מפורטים את מצבי הכישלונות הנפוצים ביותר שנצפו בבדיקות מעבדה ותאונות עולם אמת.

קטסטרופלי Fracture

זה המצב המסוכן ביותר, וזה לעתים קרובות נתפס בצילומי התרסקות.הגלגל נשבר לחלוטין, הפרדה בין השדים מן המרכז או לפרוץ לתוך חתיכות מרובות.זה קורה כאשר העומס על הכוח הרב-העתי האולטימטיבי של החומר בחלק קריטי-סעיף.המשטח השבר בדרך כלל מציג שילוב של ריצוף (brittle) ואפקטים מלוטשים (Gateile) עם החלק המהיר של סגסוגת) הוא מעל ל-Ricreporecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerece: (מחדשה) הוא מעל ל-F) הוא לעתים קרובות יותר מופץ במהירות גבוהה יותר מ-F (מחדשהאפקטים (מחדש של חומר: סגסוגת) של חומר: סגסוגת של חומר קשה יותר מופץ במהירות גבוהה יותר מ-F) ו-F)

עיוות פלסטי ו-Beling

לא כל ההשפעות לגרום שבר ימין. שביתה אנרגיה נמוכה - כגון להכות a curb ב 30 ק"מ /h - אולי פשוט לכופף את השבר או החבית. בסגסוגת אלומיניום, כוח התשואות נמוך יחסית בהשוואה פלדה, כך הפלירציה פלסטיק צפויה. ⁇ זה יכול להוביל לדלפה אווירית מיידית (ירידה של לחץ צמיג) או לגרום לצמיגים ללא הרף, לעתים קרובות, כדי לקדם את ההשפעות של גלגלים קבועות, אבל זה לעתים קרובות יותר לחץ דם לאחור, אבל זה יכול להוביל להתפרצות מחזוריות קבוע יותר, אבל זה, אבל זה יכול להוביל את ההשפעות קבוע יותר לחץ אווירי זמן קצר יותר, אבל זה יכול להוביל את ההשפעות של מחזוריות לאחור).

Fatigue Cracking נדחה על ידי השפעה

עומסי השפעה לא תמיד גורמים לכישלון מיידי; הם עשויים ליצור סדק קטן בתוך העומס המחזורי שצומח תחת עומסים מחזוריים מאוחר יותר, זהו תהליך של שני שלבים: אירוע ההשפעה מייצר לאנץ' חד (למשל, שריטות מחוד החנית או מיקרו-מרוץ בנפיחות), ולאחר מכן עומסי נהיגה רגילים - שחיקה, פינות, 80% - גורמות להפחתה של סימני לחץ דם חד-חמצני (F) אפילו ירידה של ירידה של 60 אחוזים של חומרים מנקודות השפעה על פני העייפות).

קורוזיה – כשל בכישלון

חשיפה סביבתית מחלישה סגסוגת אלומיניום לאורך זמן על ידי יצירת בורות וקורוזיה intergranular.תחת עומס רגיל גלגל מלוטש עדיין יכול לתפקד, אבל תחת השפעה האזורים המוצבים כמו העלאת מתח.שילוב של סביבת קורוזיה מוזנחת (מלח כביש), ועומס פתאומי יכול לייצר שבר שנראה כיפוף, עם מוצרי קורוזיון לעתים קרובות הציפוי מימן אלה כוללים אפקט קשה.

גורמים קריטיים המשפיעים על כישלון

מעבר לנכסים חומריים אינטרינריים, מספר גורמים חיצוניים הקשורים לעיצוב קובעים האם גלגל ישרוד השפעה מסוימת.

השפעה על Velocity ואנרגיה

האנרגיה הקינטית שניתנה לסולמי גלגל עם הכיכר של המהירות. A 1600 ק"ג רכב להכות חור ב 80 ק"מ /h מספק ארבע פעמים את האנרגיה של אותו רכב ב 40 קמ"ש זה לא ליניארי אומר כי עלייה קטנה במהירות להעלות באופן דרמטי את הסבירות של עומס קטסטרופלי.יתר על פני השטח, כיוון ההשפעה: פגיעה ישירה על שפת השפה הוא הרבה יותר הרסני מאשר בוהק של לחץ על פני השטח, גם על פני השטח הקטן יותר מנפח, מאפשר לחץ על פני השטח.

עיצוב גלגלים Geometry

דפוס Spoke, עובי שורש, ואת המעבר קורני בין דוברי לחבית הם רב-המידה. שארפ פינות וקטעי צלב דק פועלים כנציגים מתחים.אופטימיזציה של אלמנט סופי מודרני יכול לייצר עיצובים המפיצים עומסים על נפח גדול יותר, צמצום הלחץ שיא.עם זאת, דרישות אסתטיות לעתים קרובות להוביל לערעור ראייה אך מבנים תת-אופטימיים מבניים מאוד או רחב-מכאן על ידי אימון גבוה יותר עם ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-האפקטים עם ה-ה-האפקטים (ALT) גבוה יותר עם ה-האפקטים (ALTDVerco-EFoke) גבוה יותר עם 5) גבוה יותר עם גלגלים, אשר מבוצעים (ALTDuptexrepoke) גבוה יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, עם מספר גלגלים, אשר מופיעים באופן משמעותי, אשר לעתים קרובות יותר, עם מספר גבוה יותר, עם מספר 1Foke-Flow-Foke-upactupactupactupactupactupactupactupactupacterupactervupacterupacterupactervupactertexactervupacter

איכות הייצור

גלגלים יצוקה נוטים לנפיחות, שהיא הגורם העיקרי של כשל השפעה.גם עם טכניקות ליהוק מודרניות כמו לחץ נמוך, כוח הכבידה, או לסחוט ליהוק, לכידת גז ונפיחות מכווץ לא ניתן לחסל לחלוטין.לגלגלים מודבקים, בעוד יקר יותר, יש מבנה דגנים צפוף יותר, אחיד יותר, ולכן להפגין עמידות גבוהה יותר.

שיטות ניתוח כשל בפרקטיקה

כאשר גלגל נכשל בשירות, מהנדסי זיהוי משתמשים בגישה שיטתית כדי לקבוע שורש גורם.סעיף זה מפרט את הטכניקות הסטנדרטיות המשמשות בחקירה מעבדה ושדה.

בדיקה חזותית וממדנית

הצעד הראשון הוא בחינה מקרוסקופית.המפקח מחפש עיוות ברור, סדקים, צבע (הצביעה של חום מחיכוך או קורוזיה), ונזק אובייקט זר.שימוש במכונת מדידה (CMM) או סריקה 3D, הצורה המוטעמת נלכדת ומשווה עם מודל ה-CAD המקורי.

סורק אלקטרון מיקרוסקופיה (SEM) ו- Fractography

הדמיה גבוהה של משטח השברה היא חיונית כדי להבחין שבר יתר מעייפות. SEM מגלה תכונות כגון דיפרונים (עומס דוקטרי), פרצות קלוש (שבר השביר), עייפות striations, ופניות intergranular מסייעות לפסלים של אזור זה, בדרך כלל, אפקט X-Digital X-dispersive X-ray (EDS) יכול לזהות מוצרי קורוזיון או חומר זר, בדרך כלל, אפקט דמעם, קרוב לשבר.

ניתוח יסודות Finite Element Analysis (FEA) Simulation

סימולציות חיזוי באמצעות FEA דינמי מפורש (למשל, LS-DYNA, Abaqus/Explicit) מאפשרות למהנדסים לשחזר את אירוע ההשפעה.מודל הגלגל מוטבע עם אלמנטים דקים סביב אזורים קריטיים.נכסים חומריים הם קלט כמו פרמטרים בריחת לחץ כדי ללכוד את ההתנגדות הגוברת בשיעורי עיוות גבוהים.

בדיקות רכוש

בדיקות Tensile או CTOD מבוצעות על דגימות לחתוך מהגלגל הכושל או מבדיקות קשיחות שבורות (למשל, J-integral או CTOD) מבוצעות על דגימות לחתוך מהגלגל הכושל או משליטה גלגלים מאותה ערכת ייצור.מבחנים אלה חושפים אם המפרטים החומריים נפגשו.Hardnessמיפוי על פני השטח-סעיף יכול לזהות כתמים רכים מקומיים מטיפול חום לא תקין.

אסטרטגיות מניעתיות והמלצות עיצוב

הפחתת שכיחות של כשלי השפעה דורש גישה רב-שכבתית המשתרעת על פני עיצוב, חומרים, ייצור וחינוך למשתמש קצה.

עיצוב סטריקטל

  • (FLT:0) כוח-relief גיאומטריה:FreaLT:1) השתמש בקריפטה נדיבה (R5-R10 מ"מ) בצומת דיבור-לימים כדי להדגיש את הלחץ.
  • (ב) ,0) עובי שורש: ⁇ 1 (FLT:1) מעלה עובי קיר באזור מושב העמד, אשר נוטה ביותר להשפיע על עיוות.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ניתוח נתיבי לוטו: 1FLT: 1 לוודא כי לפחות שלוש דוברות יכולות לשאת את העומס ללא עלייה בתשואות.

בחירה מתקדמת

  • (FLT:0)Use of high-elongationסגסוגתs:03FLT) 1 שקול A357 או 6061-T6 המציעים אור ארוך > 10% לעומת A356 -5%.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) ממטריקס ממטריקס מורכב: FLT:1 להוסיף חלקיקים קרמיקה (SiC, Al2O3) יכול להגדיל את ההתנגדות ללבוש אבל עשוי להפחית את הקשיות - איזון הוא מפתח.
  • (ב) הצצה:0) הצצה: 1FLT (הראשונה) מציגה מתחים דחוסים על פני השטח, מעכבת את הסדקים מגרדות השפעה.

תקנות בדיקה משופרות

סטנדרטים נוכחיים (למשל, SAE J2530 לביצועי השפעה) דורשים בדיקה חד פעמית על גלגל כביש סטנדרטי.עם זאת, בדיקה זו אינה מהווה אחריות בעולם האמיתי כגון זווית של השפעה עם פסולת, או מספר רב של השפעות של תנאי סיכון (למשל, פגיעה חורב לאחר מכן תעשיית העיכול) עוברים לפרוטוקולים מרובים של השפעה משולבת, כגון בדיקות טמפרטורה נמוכה יותר, בדיקות טרום-ריבית, כדי לאמץ גבהים של שפעת נמוכה יותר, לאחר מכן, כגון בדיקות קירור, לאחר מכן, כדי למנוע גבהים של טמפרטורה נמוכה יותר, לאחר מכן, בדיקות טמפרטורה נמוכה יותר, גבהים של טמפרטורה נמוכה יותר, כדי למנוע גבהים של טמפרטורה נמוכה יותר, כדי למנוע גבהים של גבהים של גבהים של גבהים של גבהים של גבהים של גבהים של טמפרטורה נמוכה יותר, ולאחר מכן, לאחר מכן.

חינוך ותחזוקה

בעוד עיצוב הוא הגורם הקריטי ביותר, התנהגות הנהג יכולה להפחית את הסיכון. קמפיינים אינפורמטיביים צריכים להדגיש:

  • הימנעות מהחורים וההריסות במהירויות מעל 50 ק"מ / שעה.
  • שמירה על אינפלציה נאותה של צמיג (כמו כרטיס רכב) כדי לספק כריתת.
  • בדיקה חזותית רגילה של גלגלים עבור סדקים, משחות, או קורוזיה.
  • החלפת מיידיות של כל גלגל אשר השפיעה משמעותית.

ביקורת: Urban Pothole Impact

מכונית קומפקטית של 2019 עם גלגלי A356 מנוסים אובדן פתאומי של לחץ אוויר על כביש עירוני בלילה.הנהג דיווח להכות חור עמוק, לא ליטר בגובה של כ 60 ק"מ /h. הגלגל הראה סדק ארוך 50 מ"מ על שפת השפה הפנימית, המשתרע לתוך השבר הקרוב ביותר, בדיקה חזותית לא חשפה שום פצעון טרום-מחץ או ריפלציה של משטח הראו כיפוף עמוק לאחר התקפית אחורית, לאחר מכן, כי הוא נמשך לחץ דם פתאומי של לחץ דם קצר לאחר מכן, לאחר מכן היה לחץ דם אחורית, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לחץ דם אחורית, גרם לחץ דם אחורית של לחץ דם אחורי נוסף, כי היה לחץ דם אחורי נוסף היה לחץ דם פתאומי, לאחר מכן היה קשה פגעו האחורי של לחץ דם אחורי נוסף, לאחר מכן, לאחר מכן היה לחץ דם אחורי פגעו האחורי של 15 גרם פצעוני לאחור, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן היה לחץ דם אחורית של לחץ דם אחורית של לחץ דם אחורית של פצעוני, כי הוא גרם פצעים אחורית של לחץ דם אחורית של לחץ דם אחורית, לאחר מכן, לאחר מכן היה קשה פגעו של לחץ דם אחורית של לחץ דם פתאומי, לאחר מכן היה לחץ דם אחורי פגעו האחורי של 15 גרם

המונחים: Toward Saferאלומיניום Alloy Wheels

ניתוח כשל של גלגלי ⁇ אלומיניום תחת עומסי השפעה מגלה שילוב מורכב של מדע החומר, אופטימיזציה עיצוב, איכות ייצור, ותנאים נהיגה בעולם האמיתי. פגמים, תכונות עיצוב חד, ואנרגיות השפעה גבוהות הן האשמים העיקריים, אבל קורוזיה סביבתית ועייפות סדקים propagation לעתים קרובות מורכב את הנזק הנדסת חשמל מתקדמת יותר - כגון אופטימיזציה, חצי-סולק, קפדני ללא הרס, סימולציה של תרחישים מופעלים כדי להפחית את ההשפעות של פעילות גופנית צמיגים.