剎車鼓用鋼優(yōu)化設計及其熱疲勞壽命評估.pdf

1、石油鉆機剎車鼓是石油機械上的重要零部件，在使用過程中由于熱效應和機械力的作用，使得其表面出現(xiàn)龜裂及磨損等缺陷而失效。 本文從“分析失效機理和合金元素對材料性能的影響”出發(fā)，基于剎車鼓材料（ZG35CrMo）的基礎，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原鋼種改進。通過試驗研究表明在不降低材料熱塑性的條件下，其熱強性得到了明顯的提高，也即具有良好的綜合熱力學性能。 為了進一步研究

2、剎車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，分析了剎車鼓的溫度場和熱應力應變場分布特征，結果表明材料力學性能參數(shù)直接影響剎車鼓的熱應力熱應變分布；另外，在使用過程中，下鉆速度不能過快，剎車時間不能過短，應嚴格按操作規(guī)定進行，盡量避免猛剎和急剎車等情況。 為了進一步提高剎車鼓的使用壽命，對新試制的鋼種進行了熱疲勞壽命評估，驗證了改進后的鋼種在相同的使用工況下具有更高的熱疲勞壽命；評估結果還表明利用有限元數(shù)值分