剎車(chē)鼓用鋼優(yōu)化設(shè)計(jì)及其熱疲勞壽命評(píng)估.pdf

1、石油鉆機(jī)剎車(chē)鼓是石油機(jī)械上的重要零部件，在使用過(guò)程中由于熱效應(yīng)和機(jī)械力的作用，使得其表面出現(xiàn)龜裂及磨損等缺陷而失效。 本文從“分析失效機(jī)理和合金元素對(duì)材料性能的影響”出發(fā)，基于剎車(chē)鼓材料（ZG35CrMo）的基礎(chǔ)，添加入適量的稀土元素，稍微降低碳元素含量、增加鉬元素的含量，并加入少量的銅元素以對(duì)原鋼種改進(jìn)。通過(guò)試驗(yàn)研究表明在不降低材料熱塑性的條件下，其熱強(qiáng)性得到了明顯的提高，也即具有良好的綜合熱力學(xué)性能。 為了進(jìn)一步研究

2、剎車(chē)鼓的工況及其失效的影響因素，利用ANSYS有限元數(shù)值分析軟件，分析了剎車(chē)鼓的溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布特征，結(jié)果表明材料力學(xué)性能參數(shù)直接影響剎車(chē)鼓的熱應(yīng)力熱應(yīng)變分布；另外，在使用過(guò)程中，下鉆速度不能過(guò)快，剎車(chē)時(shí)間不能過(guò)短，應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)定進(jìn)行，盡量避免猛剎和急剎車(chē)等情況。 為了進(jìn)一步提高剎車(chē)鼓的使用壽命，對(duì)新試制的鋼種進(jìn)行了熱疲勞壽命評(píng)估，驗(yàn)證了改進(jìn)后的鋼種在相同的使用工況下具有更高的熱疲勞壽命；評(píng)估結(jié)果還表明利用有限元數(shù)值分