Damage Assessment Using Fractography as Failure Surface Evaluation: Applications in Industrial Metalworking Machinery

Pantazopoulos, G.

doi:10.1007/s11668-011-9503-7

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“…Fractographic evaluation is employed as the principal analytical technique to acquire sufficient evidence regarding the evolved fracture mechanism(s) acted in the component (Pantazopoulos, 2011). The fracture surface of the component consisted of two distinct zones, as far as the topographic features are concerned: a roughgranular area possessing a layered texture (Zone A, Figure 2 , containing isolated pits and cavities, which constitute potential manifestations of a prior chemical or electrochemical degradation process and act as stress raisers and possible crack nucleation sites.…”

Section: Visual Examination and Macro-fractographymentioning

confidence: 99%

Failure analysis of an aluminum extrusion aircraft wing component

Stamoulis

Panagiotopoulos

Pantazopoulos³

et al. 2016

IJSI

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Purpose The purpose of this paper is to deal with the failure analysis of a fractured spar stiffener, extruded from 7075-T6 aluminum alloy, which was found in the central wing, trailing edge structure of a military transport aircraft. The previous loading history and the dominant environmental factors (corrosive and humid atmosphere, water entrapment, etc.) suggest corrosion and fatigue as the principal failure modes, synergistically acting on the wing component. Design/methodology/approach This study presents the failure analysis concentrated on finding evidence of failure mechanisms and plausible root-cause(s) of the fractured spar stiffener. Chemical analysis, stereo and scanning electron microscopy, as well as finite element analysis employed as the main analytical tools for material characterization and failure investigation. Findings The overall evaluation of the findings suggest that the failure caused by a synergy of two mechanisms; a crack initiated in the longitudinal, extrusion direction by an environmentally assisted corrosion attack, then propagated by the superimposed transverse stress field, branched/deflected due to a low crack driving force and extended in a transverse path through a high cycle fatigue process. Finally, the complete fracture occurred as fast fracture, resulted by a ductile overload. Originality/value This paper deals with an industrial damage case study, providing analysis and modeling from structural engineering standpoint. The aforementioned findings concerning the fractured aircraft component allow gaining a deeper knowledge about the mechanisms of crack initiation and propagation which, in turn, can produce a valuable feedback to design, inspection and maintenance procedures. This includes a modified heat treatment from T6 to T73 temper for the redesigned component.

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Section: Visual Examination and Macro-fractographymentioning

confidence: 99%

Failure analysis of an aluminum extrusion aircraft wing component

Stamoulis

Panagiotopoulos

Pantazopoulos³

et al. 2016

IJSI

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“…En el caso de la industria automotriz, estos fallos representan al mismo tiempo, un riesgo en la calidad de cada pieza debido al desgaste del troquel que provocará un defecto en las dimensiones de la pieza y no cumplir con las especificaciones de forma y tamaño haciendo propenso a una falla en el servicio. En el caso de las fracturas o fallas de los dados de forja en caliente y/o matrices para cigüeñales, varios trabajos de investigación clasifican las fallas como catastróficas, Durante el proceso de forja, factores clave como temperatura, tiempo de mantenimiento, la carga de compresión y la velocidad de enfriamiento, juega un papel determinante en la vida útil del troquel de forja del cigüeñal (Christiansen, 2014;Scandian, 2015;Pantazopoulos, 2004) Trabajos de investigación han concluido que las tres fallas principales en las fallas de estos troqueles de forja son: el desgaste abrasivo, la fatiga termo -mecánica y la deformación plástica que actúan simultáneamente, incluso en las primeras etapas de vida de la matriz de forja (Lynch, 2006;Pantazopoulos, 2011;Akhtar A. 2010).…”

Section: Introductionunclassified

Análisis Microscópico de un dado de forja para cigüeñales dañado por fatiga térmica: Caso de estudio

Zuno-Silva,

Ruiz-López,

Ortiz-Domínguez

et al. 2024

ESCS

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La fractura y/o fallas en los troqueles para el forjado en caliente, se debe principalmente a la fatiga térmica que se define como la aparición de grietas debido a cambios repetitivos de carga y temperatura; el motivo de este fallo es el gradiente de temperatura entre la superficie del troquel y su parte interna. En el presente estudio se lleva a cabo un análisis microscópico del inicio de microfisuras y su interacción con los óxidos de forja en un troquel de forja en caliente. Las matrices de forja en caliente analizadas corresponden a una micro - aleación H13 con vanadio. La superficie del troquel se trató térmicamente con una dureza promedio de 47 HRC y después de 12000 ciclos se retiró el troquel. La microscopia óptica se realizó con un microscopio óptico Nikon - MA 100 utilizando luz polarizada. La estéreo-microscopía se realizó con un equipo Luxeo 4D y para la medición de dureza se utilizó un equipo Dura Scan Emco-TEST. Para el análisis de microscopía electrónica de barrido, se utilizó un JEOL JSM-IT300 (3,0 nm (30 kV) 15,0 nm (1,0 kV)). Se encontró que los óxidos complejos, claramente, se forman en el area de compresión de la forja como resultado de su interacción con la atmósfera a alta temperatura (1300°C) y se comprimen durante el proceso de forja. Los óxidos corroen y degradan la superficie de la matriz cuando estos se colocan en los límites de los granos, iniciando una micro-fisura a alta temperatura.

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“…A investigação da falha em relação as causas de colapso de um equipamento ou estrutura mostra geralmente que a causa está relacionada ao uso indevido do material, presença de defeitos e ainda erros de montagem ou manutenção. O conhecimento das causas e a correção das anormalidades permite a melhoria do material em relação a sua funcionalidade, design e segurança, evitando dessa forma que o mesmo tipo de falha ocorra (Righi et al, 1996;Barbosa et al, 2011;Pantazopoulos et al, 2011).…”

Section: Carga Finalunclassified

Análise fractográfica e de resistência mecânica de duas marcas de placas de titânio em fraturas simuladas em corpo de hemimandíbulas de alumínio

Moura¹,

Araújo²

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compreensão, amor e apoio incondicional que sempre me deram em todos esses anos (mesmo com a distância) para que eu pudesse alcançar meus sonhos. vii AGRADECIMENTOS A Deus, por estar sempre presente, iluminando minha caminhada. À Faculdade de Odontologia de Piracicaba -FOP/UNICAMP, na pessoa do diretor Prof. Dr. Jacks Jorge Jr pela oportunidade de obter o imenso crescimento profissional que venho adquirindo, através do desenvolvimento de minhas atividades no curso de pós-graduação. Ao meu orientador, Prof. Dr. Marcelo Marotta Araújo, pelos conselhos, compreensão e orientação em relação a minha dissertação. Ao meu co-orientador, Prof. Dr. Roger William Fernandes Moreira, pelo incentivo, atenção e preocupação que sempre demonstrou em relação a minha formação profissional e ainda por todos os conselhos e ensinamentos ao longo dessa jornada. Ao Prof. Dr. Márcio de Moraes, coordenador da Área de Cirurgia e Traumatologia Bucomaxilofaciais, pelo exemplo diário de conduta profissional, honestidade, humildade e competência. Por todos os ensinamentos, carinho e dedicação a mim dispensados, meus sinceros agradecimentos. À Profa. Dra. Luciana Asprino, pela imensa dedicação aos alunos e ao curso de Cirurgia, sempre disposta a ensinar e acompanhar nossos passos. Muito obrigada pela atenção, paciência e incentivo durante todo o curso. Ao Prof. Dr. José Ricardo Albergaria-Barbosa, pela alegria, amizade e exemplo de professor para todos os alunos de graduação e pós-graduação. O seu sorriso e brincadeiras trazem leveza e paz para a correria do dia-a-dia. Ao Prof. Dr. Renato Sawazaki, pelas grandes contribuições em relação a dissertação e aos ensinamentos transmitidos.

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Damage Assessment Using Fractography as Failure Surface Evaluation: Applications in Industrial Metalworking Machinery

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Failure analysis of an aluminum extrusion aircraft wing component

Failure analysis of an aluminum extrusion aircraft wing component

Análisis Microscópico de un dado de forja para cigüeñales dañado por fatiga térmica: Caso de estudio

Análise fractográfica e de resistência mecânica de duas marcas de placas de titânio em fraturas simuladas em corpo de hemimandíbulas de alumínio

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