电子汽车衡传感器弹性体开裂分析

发布时间：2015-07-07 点击:

六角头端面下6mm处贯穿裂纹裂纹沿晶界扩展呈“树根”状沿晶裂纹处横向切开六角头，试样经研磨抛光和超声波清洗。该部位弹性体已被裂纹贯穿，距离弹性体端面一定距离处要先于弹性体端面形成贯穿裂纹，这和弹性体受压时六角头端面受压应力而侧面一定范围内受拉应力有关。环境中含有大量硫化物，扫描电镜能谱进一步分析表明，残留物中硫元素含量达到4.0%(重量百分比）。

采用ANSYS有限元软件，选用Solid45单元建模并分析弹性体轴向受载30吨时的应力分布，弹性体六角头分析结。六角头端面是半径为160mm球面，弹性体轴向受压时，六角头端面受压应力，边缘受拉应力，应力是。传感器外壳

心部位受压逐步向边缘受拉过渡。计算表明，六角头最大拉应力不在端面边缘，而是在距离端面69mm处六角头侧面的小平面上，六角头侧面上周向最大拉应力为127MPa。

失效弹性体化学成分、力学性能和晶粒度的测试结果正常，弹性体采用真空热处理，加之该弹性体材料碳含量为0.195%可排除淬火裂纹可能性。可知，失效弹性体存在多个裂纹源，裂纹沿晶界扩展，并呈“树根”状分布，裂纹具有应力腐蚀特征。拉应力和腐蚀介质是金属发生应力腐蚀开裂的两个必备外部条件。有限元分析表明，当弹性体受30吨加载时，弹性体六角头侧面存在最大127MPa拉应力，虽然拉应力值远低于材料屈服强度，但对于应力腐蚀开裂，当拉应力超过该材料应力腐蚀开裂门槛值时裂纹即萌生和扩展。失效弹性体表面残留物分析结果表明，该弹性体使用环境中存在大量FeS2，硫含量达到4.0%。在硫化物环境中，不锈钢抗应力腐蚀开裂能力将被大大削弱，硫化物致使。