根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效研究

为研究根部圆角滚压强化处理后高精度螺栓的疲劳失效特征,开展根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效断口的检测与研究。分析螺栓根部圆角滚压强化工艺的特点;对比螺栓滚压表面处理工艺对螺栓疲劳断裂的影响,对高精度螺栓疲劳试验后的外观和断口进行宏观形貌和微观显微特征研究;探讨涂铝钛合金螺栓的裂纹源特征。研究结果表明：根部圆角滚压螺栓的疲劳断裂断口呈现显著的韧性断裂特征;涂铝、喷丸或抛光处理能够增强其断口的等轴韧窝特征,证实了以韧性断裂为主的断裂机理,同时研究发现了铝涂层的界面剥离特征。     

柴油机球铁曲轴断裂失效分析

柴油机氮化球铁曲轴在服役过程中发生了断裂,断裂发生在第一曲拐与第二主轴颈之间的曲柄处。对其失效原因进行了分析,结果表明：裂纹起始于第一曲拐右下圆角根部,并在弯曲载荷作用下扩展,最终导致弯曲疲劳断裂;曲轴材料的基体组织、化学成分及力学性能均符合技术要求,渗氮层过浅是曲轴发生疲劳断裂的主要原因。     

48MnV非调质钢曲轴断裂的原因分析

通过化学成分检测、低倍和显微组织观察、断口形貌分析及力学性能测试等手段,对48MnV非调质钢曲轴断裂的原因进行了分析。结果表明:曲轴的失效模式为典型的疲劳断裂,断裂源位于主轴颈与曲柄销之间的过渡圆角处,断裂主要原因是曲轴钢中夹杂物过多;裂纹源区条状硫化物较多,曲轴表面有类似锻造流线形状的疏松缺陷,易于产生疲劳裂纹;裂纹沿条状硫化物及带状组织扩展,最终导致疲劳断裂。     

发动机曲轴失效分析与材料应用新进展

结合某专业化曲轴生产厂家的生产实际案例,分析了发动机曲轴的主要失效形式及其失效机制,并针对曲轴的主要失效形式提出了相应的技术改进措施。就曲轴材料的应用现状与前景进行了相关分析与阐述。结果表明,在发动机曲轴制造业中大力推广与应用ADI工艺+圆角滚压工艺,以提高曲轴的疲劳强度,是防止曲轴发生过早断裂失效的有效途径。     

曲轴深滚压工艺及滚压力异常分析和处理

曲轴作为典型的非均质结构零件,尺寸过渡处存在应力集中。研究和实践表明,曲轴的疲劳破坏大多发生在曲柄与主轴颈、连杆轴颈的过渡圆角处。为了提高其抗疲劳强度必须对曲轴的这些部位实施滚压强化工艺。结合曲轴圆角滚压强化和校直系统,对德国Hegenscheidt圆角滚压校直机床的原理、滚压工艺以及滚压校直过程中滚压力的变化进行研究．并对滚压力异常进行分析。     

用ANSYS进行曲轴弯曲疲劳试验与数值计算

正曲轴是内燃机最重要的零件之一,其主要功能是传递与输出动力,承受缸内的气体压力、往复和旋转质量惯性力、扭转力等的作用,对柴油机的可靠性及性能具有重要意义。曲轴断裂事故的实际分析证明,曲轴的失效形式主要是弯曲疲劳破坏,而弯曲疲劳的裂纹集中在曲轴曲柄至连杆轴颈的过渡圆角处,因此,分析曲轴弯曲失效对曲轴使用寿命很关键,本文利用ANSYS及FE-SAFE软件,对曲轴进行应力及疲劳模拟分析,进而通过曲轴弯曲疲劳试验台进行验证,为改善曲轴的疲劳性能提供了有     

球墨铸铁曲轴表面强化处理技术

柴油机曲轴承受复杂交变的弯曲-扭转载荷和一定的冲击载荷,疲劳断裂是曲轴的主要破坏形式,裂纹源易发生在连杆轴颈与曲臂过渡圆角处,工艺上提高曲轴疲劳强度的方法主要是圆角强化,在其表层形成一定的压应力来实现的。介绍了滚压、淬火、氮化、喷丸、激光冲击强化等工艺方法,分析曲轴强化机理和工艺方法,为提高曲轴使用寿命提供了参考。     

某发动机曲轴滚压力的确定

滚压力是曲轴轴颈圆角滚压的重要参数,通过快速疲劳试验可以确定合适的曲轴滚压力,并通过升降法试验进行了验证。     

农用车发动机球墨铸铁曲轴断裂失效分析

采用断口分析、硬度检测、化学分析、金相组织检测等方法对球墨铸铁曲轴断裂的原因进行了综合分析.结果表明曲轴颈与曲臂圆角处光洁度差,原加工痕未磨削消失是疲劳断裂的主要原因.     

农用车发动机球墨铸铁曲轴断裂失效分析

采用断口分析、硬度检测、化学分析、金相组织检测等方法对球墨铸铁曲轴断裂的原因进行了综合分析。结果表明：曲轴颈与曲臂圆角处光洁度差,原加工痕未磨削消失是疲劳断裂的主要原因。     

曲轴电磁感应淬火残余应力模拟及对圆角应力影响的分析

过渡圆角处应力集中现象是曲轴疲劳断裂的主要原因之一,利用局部表面强化工艺产生残余应力的方法可有效提高曲轴疲劳强度。针对上述问题,本文使用有限元方法模拟了曲轴感应加热、快速冷却、产生残余应力的整个淬火过程。通过对某曲轴单拐淬火前后圆角处的应力状态进行模拟,定量比较了残余应力对过渡圆角处应力的影响,为曲轴的抗疲劳设计提供参考。     

激光冲击处理对曲轴疲劳强度的影响

利用激光冲击波对曲轴连杆轴颈圆角进行了强化处理,通过液压伺服疲劳试验研究激光冲击处理工艺对曲轴扭转疲劳强度的影响,利用X射线衍射法分析激光冲击处理后轴颈圆角处残余应力的分布规律,利用扫描电镜观察激光冲击处理表面微结构,分析激光冲击处理提高曲轴疲劳强度的微观机理。结果表明,激光冲击处理在曲轴圆角表面产生了残余压应力场,曲轴疲劳寿命显著提高,疲劳裂纹扩展速率大大降低;残余压应力场提高是激光冲击处理改善曲轴疲劳性能的主要机制。     

小排量发动机球铁曲轴圆角感应淬火强化处理的工艺验证

感应淬火用于曲轴类零件强化工序已很成熟,但在小排量发动机球铁曲轴圆角强化领域还是空白。基于简化生产流程、提高产品质量、降低制造成本考虑,上海大众动力总成近年已成功地将感应淬火工艺替代机械滚压,用于强化工序。为验证这项新技术在生产中的可行性,经反复调整设备和优化工艺参数,在排除各种缺陷后,确保了运行的正常和产品的稳定。为完成新工艺全面而严格的验证,本文着重介绍硬化层性状检测、残余应力场测试以及弯曲、扭转疲劳试验等一系列试验。     

曲轴的有限元分析

曲轴是发动机的主要运动件,其性能优劣直接影响到发动机的可靠性和寿命。周期性变化的动载荷下,曲轴内将产生交变的弯曲应力和扭转应力,极易在过渡圆角等应力集中部位发生疲劳破坏。文章对汽油机曲轴进行UG三维建模,采用有限元分析ANSYS软件对其进行动态分析,研究了整体曲轴的变形和应力状况,为曲轴结构设计及改进提供了理论依据。     

基于多体动力学的汽油机曲轴安全性分析

基于AVL公司的ExcitePoweru血软件进行曲轴系多体动力学计算,用以分析曲轴主轴颈和曲柄臂受力和力矩结果。同时,利用MSC．Fatigue软件,并结合有限元的分析方法,采用曲轴圆角子模型,并将多体动力学的仿真结果作为曲轴疲劳计算的边界栽荷谱进行曲轴疲劳安全系数计算。通过以上结果来评价曲轴的安全性。     

基于刚柔耦合多体系统的发动机曲轴疲劳分析

在LMS(Leuven Measurement&System)中建立某型V8发动机曲轴系统的多体动力学模型,通过刚柔耦合动力学计算,得到部件的模态参与因子,将模态参与因子与模态进行线性叠加,得到部件的载荷历程,并将其作为疲劳分析的输入数据;利用LMS.Virtual.Lab的Durability模块对曲轴进行有限元疲劳分析,获得精确的曲轴疲劳寿命值和损伤分布.结论是:通过系统多柔体动力学仿真可以得到各阶模态参与因子的时间历程曲线和部件的载荷历程,同时保证了模态参与因子与有限元模型匹配;曲轴集中应力最大且寿命最短处为轴颈与曲柄的过渡圆角处.     

某机载雷达螺栓断裂原因分析

在某机载雷达的可靠性鉴定试验中,连接雷达与可靠性试验工装的螺栓发生了断裂.文中通过螺栓断口形貌观察、螺栓化学成分检验及螺栓金相组织检验等,对断裂螺栓进行了全面的分析,并通过有限元仿真模拟了该雷达在可靠性试验工况下断裂螺栓的应力分布.结果表明,断裂螺栓的化学成分及金相结构符合标准要求.螺栓断裂的主要原因是安装螺栓时施加的...     

压缩机曲轴断裂失效分析

针对天然气压缩机的球墨铸铁曲轴的断裂事故进行了失效分析,通过对曲轴的断口形貌和铸造材质缺陷分析,判断出曲轴断裂属于过载脆性断裂,曲轴材质的铸造大气孔、疏松和粗大石墨相是造成曲轴断裂的主要原因,并提出了预防措施。     

圆弧接触线回转体摩擦传动运动学研究

针对摩擦传动中的滑动问题，在对圆弧接触线回转体摩擦传动运动学研究的基础上，以曲轴圆角滚压加工为实例，分析了圆弧接触线回转体摩擦传动中减小滑动的方法和思路，避免了求解滑动率这一难点问题。还为曲轴滚压加工中滚刀参数及滚压工艺参数的合理设计提供了优化方法。     

A study on the restoration method of friction, wear and fatigue performance of remanufactured crankshaft

Crankshaft translates reciprocating linear piston motion into rotation in internal combustion engine. So it receives complex combination of stresses. Therefore, crankshaft remanufacturing process is designed thoroughly with special attention to fatigue and tribological performance. Experimental study is carried out in order to show that UNSM (ultrasonic nanocrystal surface modification) technology which will be used as final surface treatment after 0.2 mm depth surface grinding, could restore original fatigue strength and tribological performance. Furthermore the feasibility steady to replace conventional overlay welding in crankshaft remanufacturing process by UNSM (ultrasonic nanocrystal surface modification) technology is carried out. Effects of UNSM technology are established through rotary bending test, rolling contact fatigue (RCF) test and wear simulation test. The test specimen used SCM435 material of crankshaft and commercial bush. The test result showed fatigue limit improved by 30% and RCF life increased by 40% for UNSM treated specimen. And friction coefficient decreased by 24% and wear amount decreased by 85%.