用光弹性贴片法确定柴油机曲轴应力强度因子K_1

本文介绍了用光弹性贴片技术确定曲轴弯曲疲劳表面裂纹应力强度因子K_1的方法。通过带有半椭圆表面裂纹纯拉伸平板实验结果与理论值比较,误差为5％,能较好满足工程需要。     

用光弹性试验法研究柴油机活塞的应力强度因子

在分析柴油机活塞损坏的时候确定活塞裂纹尖端的应力强度因子是极为重要的。本文从线弹性断裂力学的基本理论出发,导出了光弹性法研究应力强度因子的计算公式,叙述了普通光弹性和激光全息光弹性法在研究应力强度因子方面的优缺点及试验中必须注意的事项。本文对一柴油机的活塞顶模型进行了试验,结果表明,试验值同有限元计算值颇为一致,证明光弹性法是一种研究柴油机零件应力强度因子的有效方法。     

8NVD48A-2U柴油机曲轴的断裂力学分析和实验研究

根据断裂力学原理，采用三维力学模型实验和新兴的焦散线法，对8NV－D48A－2U型柴油机曲轴的三维应力状态、断裂为学参数进行了分析和实验研究，以预报曲轴安全可靠性和寿命，为船舶检验周期提供理论和实验依据。并提出曲轴表面裂纹几何因子的表达方法和曲轴裂纹扩展速率的表达式，对Paris经验公式进行修正。     

8NVD48A—27柴油机曲轴的断裂力学分析和实验研究

根据断裂力学原理，采用三维力学模型实验和新兴的焦散线法，对８ＮＶＤ４８Ａ－２Ｕ型柴油机曲轴的三维应力状态、断裂力学参数进行了分析和实验研究，以预报曲轴安全可靠性和寿命，为船舶检验周期提供理论和实验依据。并提出曲轴表面裂纹几何因子的表达方法和曲轴裂纹扩展速率的表达式，对Ｐａｒｉｓ经验公式进行修正。     

用三维应力冻结光弹性法研究曲轴的弯曲形状系数

三维应力冻结光弹性法被认为是最有效的实验应力分析方法之一。本文采用这种方法,对91种不同结构的曲拐光弹性模型作了研究。这些曲拐模型的参数基本上包括了我国目前柴油机曲轴的结构参数。根据试验结果,文中提出了确定曲轴弯曲形状系数的列线图,它对曲轴的合理设计、计算和评价将是具有意义的。此外,文中还详细介绍了提高曲轴光弹性试验精度的各种措施。     

曲轴疲劳机理分析与圆角喷丸工艺技术研究

曲轴过渡圆角为应力集中处,在制造工艺过程中其表面会产生残余拉应力,对疲劳强度极为不利。根据材料裂纹的微观机理,对曲轴过渡圆角表面裂纹原因进行分析,在此基础上采用喷丸工艺对圆角进行强化。试验验证表明:喷丸强化能够使圆角表面形成残余压应力,提高曲轴的疲劳强度。并指出:目前喷丸工艺参数通过经验得到,须进一步研究更适合的喷丸强度,以及喷丸所形成的表面残余压应力和深度对曲轴疲劳强度的影响。     

应用有限元法研究柴油机活塞的断裂破坏

本文应用有限元法和光弹性试验对活塞顶的裂纹进行断裂力学分析。针对活塞结构复杂的特点,推荐一种能对实际零件进行断裂分析的有限元计算法,计算程序简单,计算精度较高,可给出实际零件裂纹尖端附近的应力场和应力强度因子。另外,应用光弹性试验对活塞模型进行了断裂分析,叙述了试验中应注意的事项。对一台柴油机的活塞顶断裂破坏进行了分析,给出了裂纹存在对活塞顶应力场和温度场的影响,以及裂纹尖端附近的应力强度因子。有限元计算值和光弹性试验值吻合良好,并且同实际破坏相符合。     

燃气轮机涡轮盘三维裂纹扩展分析(第1部分)

通过某型燃气轮机涡轮盘静强度分析结果,并考虑结构的几何特征,确定该涡轮盘榫槽底部冷却通气孔处和轮缘圆弧过渡处为裂纹萌生的关键位置。对涡轮盘冷却气路进口位置构造初始裂纹开展相应的裂纹扩展数值分析工作,结果表明:无论预置周向裂纹还是径向裂纹,在裂纹扩展过程中,Ⅰ型应力强度因子远大于Ⅱ型、Ⅲ型应力强度因子,起主导作用。按损伤容限检查周期规定,当该处裂纹长度小于15.77mm时,轮盘在当前设定的理想工况下不发生断裂。     

连续梁法计算曲轴应力的研究

在分析研究现有的各种曲轴连续梁应力计算成果的基础上,本文给出了一种方便、实用的曲轴连续梁计算模型和方法以及用此法编制的计算程序。文中还介绍了对8E350发动机等5种有实测动态应力数据的曲轴计算考核结果以及其它一些有关结论。     

斜裂纹对转子扭转剪应力的影响

为研究斜裂纹对转子扭转剪应力的影响,分析计算了转子倾角(裂纹面与轴线的夹角)大于60°的斜裂纹在不同裂纹深度比下不同位置的应力强度因子KⅢ。计算结果表明:相同倾角的斜裂纹在同一位置的应力强度因子随着裂纹深度比a/R的增大而增加;在相同深度比和倾角的情况下,应力强度因子KⅢ随着与裂纹中心距离的增大逐渐减小,并且倾角越大在边缘处衰减得越快。拟合了不同裂纹深度比a/R(a/R0.4)和不同倾角下所对应的应力强度因子曲线,定义了斜裂纹与横向裂纹扭转剪应力的临界相对差值Wcr,确定了在不同工程允许误差所对应的临界倾角cθr。该临界倾角可以在工程应用中用来判断何时可以采用横向裂纹模型代替斜裂纹模型。     

内燃机曲轴强度考核程序系统的研究

本文介绍作者研究的以Z80型微型计算机为基础的内燃机曲轴强度考核程序系统。程序系统由内燃机动力计算、弹性支承连续梁计算、二维有限元素法网格自动生成和应力分析计算以及强度考核计算等多个程序组成。由动力计算和连续梁计算提供边界条件与有限元素法相结合可计算曲轴各拐不同时刻的位移、应变和应力,最后进行曲轴的强度考核计算。由于在强度考核计算中,考虑了残余应力的影响和工艺强化措施,使在哥德曼图基础上的强度考核更加接近实际。程序系统计算的曲轴应力和静动态应力测量结果对比,其偏差在工程上允许的范围之内。本程序系统可供内燃机科研、设计、制造和使用部门在考核曲轴强度时使用。     

含2条偏置三维内裂纹试件单轴拉伸下裂纹扩展数值模拟

为探究不同岩桥角及不同裂纹倾角下的标准立方体试件在单轴拉伸作用下的裂纹扩展及裂纹尖端的应力强度因子的变化规律,利用Franc3d软件对不同方案的含两条偏置三维裂纹的试件进行了单轴拉伸数值模拟研究,同时以单轴拉伸下含单裂纹试件的试验结果作为验证对比,验证了数值模拟的合理性。结果表明,不同岩桥角与不同裂纹倾角下双裂纹试件裂纹之间呈现"相互吸引"与"相互排斥"作用;预制裂纹内侧尖端的翼裂纹扩展小于预制裂纹外侧尖端;相对Ⅰ型应力强度因子随着预制裂纹尖端距离的变化呈现先增大后减小再增大再减小的规律,相对Ⅱ型应力强度因子随着预制裂纹尖端距离的变化呈现先减小后增大再减小再增大的趋势;岩桥角越大,整体上的相对Ⅰ型应力强度因子越小,不同岩桥角的相对Ⅱ型应力强度因子几乎一致;预制裂纹的倾角越大,相对Ⅰ型应力强度因子越小,而相对Ⅱ型应力强度因子总体上越大。研究成果为进一步认识裂纹扩展特性奠定了基础。     

含表面裂纹T型叶根应力强度因子的数值计算

采用三维有限元方法计算在离心力作用下T型叶根的应力强度因子.在有限元分析中考虑了T型叶根与轮缘的接触作用,应用位移相关技术计算了沿裂纹前缘各点的Ⅰ型应力强度因子.结果表明:在裂纹前缘Ⅰ型应力强度因子在极角α等于π/2时达到最大值;随着裂纹深度与裂纹长度比率的增大,裂纹前缘各点的Ⅰ型应力强度因子增加.这些结果对于叶根表面裂纹的扩展、剩余强度以及疲劳寿命的评估是非常有用的.     

铝合金活塞的应力强度因子计算

基于某汽油机硅铝合金活塞的最大爆发工况,建立了装有活塞销的活塞三维有限元模型.对其进行了热强度和机械强度的有限元分析.计算得到活塞的应力集中点的位置,也即裂纹源的位置,通过在活塞实体模型上增加裂纹面及裂纹体,得到裂纹尖端场的应力强度因子,并分析得出机械负荷作用下的应力强度因子对裂纹的扩展起决定作用.     

曲轴磁粉探伤工艺技术及应用

从曲轴探伤原理、复合磁化技术、磁化检测介质、探伤检测设备等方面研究曲轴磁粉探伤的工艺技术要求,结合实际曲轴裂纹故障研究其应用.通过金相组织分析、硬度梯度检测、能谱分析等分析裂纹产生原因,确定硫化物等非金属夹杂物超标是造成曲轴裂纹的根本原因;提出改进措施并通过实际应用进行验证.结果表明改进措施切实有效,对发动机曲轴产品开...     

B135系列柴油机曲轴主要参数的确定和强度研究

本文阐述了采用应变片和三维光弹性应力测量及有限元素法计算等手段对B135系列柴油机曲轴进行强度的研究。同时,对用曲轴形状系数的计算及圆角形状和多圆弧组合圆角等方法降低应力集中的机理进行了探讨。     

五叉等强度叶根的光弹性应力分析

本文通过对哈尔滨汽轮机厂的69~#机组的710mm叶片的叶根的光弹性实验应力分析,确定了国内首次采用的这种五叉等强度叶根的应力状态;确定了应力集中的部位和最大应力值;给出了应力集中系数;找出了上、下铆钉的承载分配比;文章最后对于该叶根的强度问题予以了评价。本文对于等强度叉型叶根的设计、计算,对于出口机组的安全可靠的运行都具有重要的实用价值。     

用三向光弹性法对40—200柴油机曲轴强度的研究

本文用三向光弹性法研究了40-200柴油机的曲轴强度;得到了圆形凹角和油孔处的最大应力和理论应力集中系数;计算了疲劳安全系数,从而为40-200柴油机曲轴强度计算提供了可靠的依据。     

曲轴扭转疲劳断裂分析

发动机曲轴在进行扭转疲劳试验过程中出现非正常疲劳裂纹,裂纹未从应力最集中的油孔处起源,造成曲轴扭转疲劳强度达不到设计要求。分析认为造成曲轴非正常扭转断裂的原因是油孔内壁存在加工沟槽,通过钻完油孔后采用旋转锉打磨,提高了曲轴的扭转疲劳强度。     

关于某发动机曲轴结构变更的强度分析

本文通过采用有限元分析软件ANSYS Workbench对某12缸V型发动机曲轴进行结构强度分析,得出该曲轴曲柄销过渡圆角和曲柄臂结构更改前后的应力分布、变形情况,并进行静载安全系数和疲劳安全系数校核比较,确定改进后曲轴可靠性得以提高。