过渡圆角尺寸对错拐曲轴强度影响分析

利用有限元分析方法,研究探讨了错拐曲轴结构过渡圆角尺寸改变时轴颈圆角处应力变化规律,以某90°V6柴油机错拐曲轴为例,分别模拟5种不同结构方案在相同工况下轴颈过渡圆角处应力情况,并对薄弱部位进行疲劳强度分析、校核。其模拟结果表明:增大过渡圆角尺寸在不同程度上降低各轴颈过渡圆角处的应力峰值,并作为提高曲轴疲劳强度的一种有效手段,为错拐曲轴设计及结构优化提供参考。     

大缸径船用柴油机曲轴复合圆角结构分析与优化

为提升大缸径船用柴油机曲轴圆角疲劳安全系数,以现有某机型曲轴系模型为基础,利用AVl-PU软件对该机型曲轴圆角疲劳安全系数进行仿真计算,其疲劳安全系数仅为0.974,不满足大于1.05的许用限值要求;基于现有计算结果,优化曲轴复合圆角结构,设计不同的复合圆角方案,并进行仿真对比计算。结果表明:优化后圆角最小疲劳安全系数为1.064,满足限值要求。     

原尺寸锻钢和铸钢曲轴的疲劳性能

本文叙述了各类型曲轴的疲劳试验结果。试验是用曲柄销直径达730毫米的大型曲拐试样棒在作者所在公司设计和制造的共振型疲劳试验机上做的。本文第一部分对锻钢和铸钢曲轴的制造过程作了概述。第二部分叙述了二组疲劳试验结果:第一组是取自曲拐圆角处的方法圆计捧数据;第二组是整体式和半组合式曲轴的试验数据。用于试验的整体式曲轴是由自由锻自由锻加直接错拐法、以及连续纤维挤所锻造(R.R法)加工而成的。试验结果表明用连续纤维锻法加工的曲轴疲劳性能较优。其次还做了原尺寸曲轴表面经淬硬和曲轴圆角经冷挤压强化处理的疲劳试验。这些工艺对疲劳极限的作用是值得注意的。     

内燃机车用高速柴油机球铁曲轴疲劳强度的试验研究

本文研究了12V175ZL 型柴油机球铁曲轴轴颈与曲柄臂过渡圆角处采用滚压强化以提高其抗弯疲劳强度。对四种不同材料不同工艺的曲轴单拐进行了对比试验,认为圆角滚压强化工艺是提高球铁曲轴承载能力既经济又有效的方法。目前,该工艺已得到实际应用并取得了良好的效果,它能使曲轴的弯曲疲劳强度提高67%,安全系数达到2.5左右。     

曲轴圆角残余应力的XRD试验研究

利用X射线衍射法对曲轴圆角处残余应力进行了测试,分析了曲轴在机械喷丸、滚压、等温淬火等3种工艺下残余应力的分布规律及其形成机理,并对其进行了疲劳寿命对比试验.结果表明,机械加工后曲轴圆角处残余应力处于拉压交错状态,是影响曲轴疲劳寿命的主要因素;机械滚压和等温淬火工艺改善了残余应力的分布,使圆角残余拉应力均变为压应力,基本上满足曲轴5×106次疲劳试验的要求;喷丸工艺有效地改善了圆角与曲柄连接处残余压应力的分布状态,但增大了圆角与连杆接合处拉应力,其疲劳寿命为2.5×106次.     

曲轴弯曲疲劳试验圆角应变电测的误差

由于曲轴特殊的几何形状及较小的圆角尺寸,在曲轴弯曲疲劳试验中通过电测方法得到的圆角应变与真实应变峰值之间存在较大误差.采用模态叠加法的瞬态动力学计算得到了谐振式弯曲疲劳试验时曲轴圆角表面疲劳危险位置附近的弯曲正应变,并将其沿圆角周向的分布表示为一阶傅里叶级数的形式.基于计算得到的圆角应变分布规律,分析了应变电测法中以应...     

当代曲轴机械加工工艺探讨（二）

当代曲轴机械加工工艺探讨（二）机械工业部第三设计研究院刘长吉２·４曲轴的强化曲轴的强化，主要是为了提高曲轴的疲劳寿命。通常采用三种方式：曲轴软氮化；曲轴轴颈及圆角同时感应淬火；曲轴圆角滚压。由于曲轴圆角滚压对曲轴疲劳寿命提高比较显著，据统计资料表明，...     

8300柴油机曲轴的三维有限元计算分析

用ansys软件对8300柴油机曲轴单拐进行了三维有限元计算分析,特别对其载荷和边界条件的处理做了详细讨论。并对该曲轴进行了疲劳校核,提出了提高曲轴强度的方案。     

曲轴油孔应力集中的三维有限元分析

引言　　用有限元法对曲轴进行强度分析已成为曲轴设计或故障分析中较常用的方法之一。但由于曲轴形状复杂,为减少计算量,常取单拐或1/2拐进行强度分析;另外由于油孔斜穿过曲轴,在模型网格划分时非常复杂,故常忽略油孔的存在以简化分析模型。这样只对主轴颈圆角和连杆轴颈圆角进行应力计算以保证其疲劳强度,而对油孔处的应力集中只根据经验进行粗略估算校核。但实际情况较为复杂,除了曲轴各圆角处的应力集中要进行校核外,油孔处的应力集中也应进行校核。本文利用有限元法,对新设计的4缸车用柴油机曲轴的油孔应力集中进行了分析。1　曲轴有限…     

曲轴弯曲疲劳试验台架的快速设计方法

针对曲轴疲劳试验台架适用情况,分别采用单拐刚度估算法和有限元模态估算法,设计出适用于较大主轴颈和回转半径的曲轴疲劳试验台。经试验验证,新设计台架运行正常,满足各项试验使用需求。研究结果表明:传统单拐设计法对试验台参数估算较为快捷,但精度略显不足,台架后期调整耗时长;有限元估算整体性较强,减少台架后期调整时间,但设计阶段周期长;两种设计方法均能满足工程应用。     

柴油机曲轴断裂故障分析

本文对一起台架可靠性试验中的柴油机曲轴断裂故障,运用宏微观断口分析、金相组织检验、有限元计算等手段对断裂原因进行综合分析,结果表明：该曲轴断裂是典型的弯曲疲劳断裂,主要原因是制造过程问题,同时有必要增大凸台R角,进一步提高强度。     

圆角滚压残余压应力与曲轴疲劳强度的关系

通过对某发动机锻钢曲轴滚压工艺研究,测试分析了不同圆角滚压工艺条件下曲轴圆角表面残余压应力与弯曲疲劳极限弯矩的关系。试验结果表明,圆角滚压对曲轴有显著强化效果,可使疲劳极限弯矩和安全系数显著提高,试验结果对曲轴设计开发中圆角滚压工艺的选择具有一定的参考价值。     

内燃机曲轴疲劳断裂失效特征及原因探析

曲轴是内燃机的核心零件之一,受力复杂,服役环境恶劣,在多种因素的影响下常常发生早期疲劳断裂。在总结曲轴工程实际应用及试验中发生早期疲劳断裂情况的基础上,介绍了曲轴疲劳断裂特征,分析了引起曲轴疲劳断裂的因素;认为曲轴的早期疲劳失效涉及从材料、结构、加工、受力、服役环境等多个方面,并简述了曲轴疲劳断裂失效分析的手段及对断裂失效分析人员的要求。     

基于三维有限元分析的曲轴圆角优化设计

内燃机曲轴轴颈的过渡圆角处是应力高度集中部位，易形成疲劳裂纹源，因此设计者对该部位的几何形状尺寸特别留意。本文的研究对象，是一台由四气缸母型机变形后的三气缸发动机曲轴圆角设计。四气缸母型机的曲轴圆角采用带有沉割槽加滚压的复合工艺加工，由于设备条件的限制，三缸机的试制产品无法实施上述工艺。根据曲轴生产厂家的设备条件和技术能力，拟采用曲轴圆弧过渡。作者以三维有限元应力分析为基础，在不降低曲轴轴颈承压面的前提下，采用优化过渡圆角半径，取得了令人满意的效果。     

柴油机曲轴可靠性辩析

从设计、制造和使用方面对影响曲轴可靠性诸因素做简要分析。根据升降法弯曲疲劳试验结果,用具体失效率下的极限承载能力估算值和安全系数,对曲轴的可靠性进行评价。讨论了评价指标,并提出参考值;同时,根据强度和应力项的分析,指出提高曲轴可靠性的方向。     

一种用于曲轴圆角滚压强化效果评定的方法—最低限值试验法

针对曲轴圆角滚压在强化效果检测中所存在的问题给实际应用带来的风险,提出了最低限值试验方法。该方法以设定的最低限值为评价指标,以子样是否通过弯曲疲劳试验,对其所代表的母体的滚压强化效果做出评定,可起到质量把关作用,既可用于供方生产中的质量监控,也可用于需方的进厂验收。     

368Q型发动机曲轴疲劳强度有限元分析

对一个轿车发动机的曲轴进行了符合实际情况的三维建模,校核了曲轴在交变截荷下的疲劳强度,并通过曲轴的疲劳试验对分析和计算结果进行了验证,对忽略惯性力,忽略相邻曲拐影响,忽略扭矩的简化模型分别进行了计算,得出了不同建模方法对计算结果精度的影响,对曲轴圆角形状优化,圆角应力分布和强化工艺等相关问题进行了探讨。     

某柴油发动机曲轴失效分析及优化验证

通过CAE、材料、加工工艺等方面,对柴油发动机曲轴断裂进行失效分析。分析曲轴断裂失效的主要原因是曲轴的安全系数偏低。通过改进圆角加工工艺、优化圆角结构、提高材料性能,从而提高曲轴安全系数,并且通过可靠性试验验证,解决了曲轴断裂问题。     

内燃机连杆疲劳破坏机理研究综述

连杆是连接内燃机活塞与曲轴的一个重要零件，在拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的综合作用下，其主要破坏形式是疲劳破坏。通过综合不同类型连杆的疲劳破坏实例对疲劳破坏部位和断裂失效原因进行探讨，对连杆的设计和避免疲劳断裂失效具有一定的指导作用。     

大型柴油机曲轴断裂失效分析

对失效件进行了宏观分析、化学成分分析、表面硬度分析、力学性能分析、金相分析和开裂断面电子形貌分析后,认为该曲轴断裂性质为疲劳断裂。材质不均匀、硬度不均匀以及严重的组织疏松、组织偏析和非金属夹杂物导致曲轴于应力集中最为严重的曲拐与扇板过渡“R”部位产生了裂纹源,发生疲劳断裂,导致曲轴失效。