汽车发动机曲轴纵向振动的研究

在发动机运转时,柔韧性和周期性的转矩对发动机轴的时刻有曲轴的作用扭转振动。轴系扭振能承受交变应力,但疲劳的积累就会造成曲轴的突然断裂。再加上较低的固有频率扭转振动,容易引起共鸣,进而引起大的噪音,它的其他部分磨损加剧,甚至可能发生再次断裂等严重损坏发动机曲轴事故。安装曲轴扭振减振器是曲轴扭振控制的主要措施,通过对发动机曲轴扭振分析,采用合理有效的方式来设计配套曲轴扭振减振器具有十分重要的意义。     

发动机曲轴耐久实验断裂失效分析

通过对某汽车公司发动机耐久实验断裂的曲轴进行化学成分、硬度、金相组织、夹杂物、宏观及微观形貌的综合分析,结果表明:该曲轴的断裂是由起源于第一连杆轴颈与曲柄交界处的淬火裂纹引起的弯曲疲劳断裂,裂纹沿轴颈交界处呈周向扩展,扩展区存在明显的疲劳辉纹。     

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。     

曲轴断裂与喷丸强化

曲轴,无论是汽车发动机曲轴、船用发动机曲轴还是工业泵曲轴,在旋转过程中,都承受着交变弯曲与交变扭转载荷的共同作用。曲轴的各危险断面尤其是轴颈与曲柄间过渡圆角处,经常由于应力的高度集中造成曲轴断裂。因此,服役条件要求曲轴具备足够的强度,确保曲轴在运转过程中不出现断裂事故。目前,通过喷丸强化来改变曲轴抗疲劳性能已在相当广泛的范围内普遍应用,且效果相当令人满意。     

三例发动机曲轴断裂的原因分析

曲轴作为发动机的上要受力部件,在实际使用过程中承受着弯曲载荷和扭曲载荷。如果这些载荷在曲轴某个脆弱环节造成应力集中,可能会导致曲轴断裂。曲轴的主要断裂形式有：弯曲循环载荷造成曲轴在轴颂圆角处断裂;扭曲循环载荷造成曲轴在轴颈咖断裂;材质缺陷造成曲轴断裂。     

曲轴加工新技术

曲轴在发动机中承受着交变反复的弯曲和扭转载荷，故绝大多数毁于疲劳断裂或产生偏磨而较快磨损，是影响发动机寿命的重要零件，所以制造中均不断采用先进的工艺技术。     

往复式甲烷压缩机曲轴断裂原因

某往复式甲烷压缩机曲轴在运行过程中发生断裂,通过断口宏观和微观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察和力学性能测试等方法,研究了曲轴断裂的原因。结果表明:曲轴发生了扭转疲劳断裂;在交变扭转应力的作用下,曲轴主轴颈不规则且粗糙的过渡圆角和油孔附近粗糙的机械加工痕迹处产生应力集中,导致微裂纹萌生;组织中严重的带状回火屈氏体、大小不均匀的晶粒以及非金属夹杂物导致曲轴的力学性能变差,加速了疲劳裂纹的扩展;建议严格控制曲轴的热处理和制造工艺,优化曲轴结构设计,防止类似事故的再次发生。     

内燃机曲轴结构强度问题对结构设计的影响

内燃机是一种往复式动力机械,内燃机曲轴是一种常见的把柴油燃烧产生的热能转换成机械能的传动部件。内燃机曲轴的横断面沿着轴线方向急剧变化,因而应力分布极不均匀,很难准确计算出应力,给出强度判据。尤其在曲柄臂和轴颈的过渡圆角部分、油孔附近会产生严重的应力集中。在循环应力作用下,在应力集中区便可能产生疲劳破坏。实践证明,弯曲和扭转疲劳断裂是内燃机曲轴的主要破坏形式。     

车削曲柄臂侧面圆角刀具的改进

曲轴是发动机的心脏零件之一，在发动机中承受着交变反复的弯曲和扭转载荷。绝大多数曲轴在使用过程中，存在着疲劳强度不足，实际断裂的曲轴都是发生在轴颈圆角R的曲柄臂侧面圆角R1处，见图1所示。尤其目前各发动机厂都在增大发动机功率时，这种现象显得非常突出，成为影响发动机使用寿命的重要因素之一。     

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     

滚压强化曲轴的弯曲疲劳强度分析

曲轴作为曲柄连杆机构的重要运动构件,在发动机运行时主要承受周期性变化弯曲载荷,该工况下极易引发曲轴疲劳失效,导致其他零部件损毁,影响发动机整体运行状态,对动力系统稳定性产生不利影响。曲轴的弯曲疲劳特性是衡量曲轴性能最重要的指标。滚压强化技术能有效提高材料抗疲劳性能、耐磨损性能。本文将基于滚压强化技术,结合柴油机关键运动件曲轴的实际工况进行疲劳试验,对比强化工艺前后曲轴疲劳强度变化情况。     

大型柴油机曲轴断裂失效分析

用化学分析、力学性能试验、扫描电镜等方法分析了某大型柴油机曲轴早期断裂的原因.结果表明:宏观断口上有明显的疲劳源区和宏观疲劳条纹,曲轴属于疲劳断裂.疲劳裂纹萌生在曲轴油孔内表面的缺陷处(缺陷尺寸为767 μm×500 μm),该缺陷是机械加工油孔时刃具刀尖崩裂造成的,在工作交变扭转应力作用下缺陷萌生疲劳裂纹并扩展,导致曲轴发生早期疲劳断裂.     

球铁曲轴强度提升的工艺研究

曲轴作为发动机的核心零部件,经受弯曲、扭转复合交变应力的恶劣工况,特别是工作中的冲击载荷,其常见的失效形式为轴颈磨损、弯曲断裂和扭转断裂。为了根本改变这一现状,公司决定开展复合强化提升球铁曲轴弯曲强度工艺的研究。通过对三种强化方式的研究、对比,确定了最经济、有效的强化工艺,能将曲轴疲劳强度提高100%以上。该工艺的研制成功,是发动机球铁曲轴强韧化方面的一个重大突破,产品替代锻钢曲轴,大大降低成本,市场前景十分广阔。     

曲轴气体氮碳共渗后尺寸“肿涨”分析和预防

正曲轴工作中主要承受交变弯曲和扭转载荷,这些载荷不仅数值大,而且呈周期性变化,易引起曲轴发生弯曲疲劳破坏和轴颈磨损,对曲轴进行气体氮碳共渗处理可显著提高曲轴的弯曲疲劳强度和轴颈的耐磨性但在工艺过程中也会带来一些质量问题,曲轴尺寸"肿涨"就是比较突出的问题之一。     

汽油机曲轴断裂故障的原因分析

通过对汽油机曲轴断裂断口部位的金相组织、力学性能及轴颈与曲柄过渡圆角处进行的检测和分析,结果表明,曲轴的硬度偏低于技术标准要求,再加上连杆颈与平衡块直角交接处应力集中是导致曲轴疲劳断裂的主要原因。通过改进设计和工艺整改,可使曲轴完全符合发动机安全性能的技术要求。     

基于Workbench的内燃机曲轴模态分析

曲轴是内燃机中主要的运动部件之一,在周期变化的载荷作用下,曲轴系统可能在发动机转速范围内发生共振,使曲轴出现弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏,因此有必要对曲轴进行动态特性分析.文中通过Pro/E建立曲轴的几何模型,在ANSYS Workbench中完成曲轴的固有特性分析,得到曲轴前六阶固有频率及振型,为曲轴的动力学分析提供依据.     

农用车电机花键轴断裂分析

为查明农用车电机花键轴断裂原因,采用断口宏观分析、硬度检测分析、显微组织分析、化学分析等方法,对其进行检验和分析,结果表明:花键轴受扭转交变载荷的作用,在应力集中的沟槽R角处由于组织欠佳及表面加工粗糙先萌生出疲劳裂纹核心,裂纹在随后的汽车运行过程中继续扩展,最终造成花键轴疲劳断裂。     

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。     

基于ANSYS的6110曲轴疲劳分析

曲轴主要承受交变的弯曲-扭转载荷和一定的冲击载荷,轴颈表面还受到磨损。主要失效方式是疲劳断裂和轴颈表面的严重磨损。因此对轴颈进行中频感应淬火强化处理,主要使圆角处产生残余压应力和淬硬层,来提高曲轴的疲劳强度和抗磨损能力。由于在线测量温度、组织、应力在当前技术条件下是不可能的,有必要借助计算机模拟技术的强大计算功能,进一步了解、改进淬火工艺,满足提高曲轴疲劳强度和耐磨性的要求。本文利用软件ANSYS建立6110钢曲轴的二维轴对称模型,利用其热固耦合功能对连杆轴颈感应淬火过程进行了模拟,计算了淬硬层厚度和淬火后的残余应力分布。然后利用ANSYS疲劳分析模块对淬火前和淬火后曲轴进行疲劳分析,计算结果表明：淬火使圆角产生的残余压应力确实显著提高了曲轴的疲劳强度,模拟可信。     

大马力船用柴油机曲轴断裂分析

本文对大马力船用柴油机曲轴的早期疲劳断裂的断口、材质、受力情况及其断裂原因进行了宏观及微观分析。认为曲轴的早期疲劳断裂是由曲轴表面极小的铸造缺陷——硫化物灰渣造成受弯曲应力较大的轴颈与拐臂过渡R处产生疲劳源,形成低应力高周期的疲劳断裂。