连杆裂解加工数值分析

裂解力的选择是发动机连杆裂解加工成败的关键.为获得合适的裂解力,利用MSC.MARC软件对捷达轿车连杆起裂过程进行了数值分析,得出了裂解力与J积分的关系曲线.根据冲击韧性与断裂韧性的关系,确定了临界J积分值,并采用线性插值的方法获得了裂解力.试验结果表明：此种数值分析方法适合对不同类型和材料的连杆裂解力的确定.     

基于裂解设备的连杆裂解加工质量影响分析

连杆裂解方法是近些年发展起来的一种连杆加工新技术,目前正在逐步取代传统加工方法,利用裂解连杆自动化生产线,针对A型连杆完成了激光切割裂解槽工序和定向裂解加工工序,并进行了系统的裂解试验研究。首先讨论了影响激光裂解槽加工质量的因素,其次讨论了裂解槽对于裂解质量的影响,最后讨论了定向裂解工序中,夹具、加载速度及背压力等因素对于裂解质量的影响。系统地介绍了裂解连杆开发过程中出现的各种质量缺陷,并给出了相应缺陷的解决方案,为进一步提高裂解连杆产品的质量提供了可靠的理论与实践基础。     

发动机连杆裂解加工关键技术的研究

介绍了连杆裂解加工原理与连杆裂解加工后的质量要求，在此基础上介绍了适合于裂解加工的连杆材料及各种材料的性能和应用范围；对采用不同锻造工艺参数的C70S6连杆进行了裂解加工试验，最终确定了适合于裂解加工的该种材料的连杆锻造工艺；分析了连杆断裂截面形状对裂解加工质量的影响，给出有利于裂解加工的断裂截面形状；通过大量的裂解试验与数值分析确定了初始裂纹槽3个几何参数槽深h、张角α和曲率半径r的取值范围；最后介绍了定向裂解设备及工艺参数，并提出了“背压”裂解加工方法可提高裂解加工质量，获得性态优良的断裂面。     

结构不对称对斜切口连杆裂解影响分析

分析了斜切口连杆结构不对称对裂解加工中两侧裂解槽起裂时序及裂解质量的影响.建立了斜切口裂解连杆有限元模型,以试验确定的斜切口连杆材料断裂韧性参数为起裂判据,变化斜切口裂解连杆有限元模型的两侧裂解槽深差,进行了斜切口连杆裂解起裂准静态有限元分析.模拟结果表明,通过优化斜切口连杆两侧裂解槽深度参数可以减小由于结构不对称引起的斜切口连杆裂解加工中两侧裂解槽的起裂时间差.进行了不同槽深情况的斜切口连杆裂解试验研究,通过电测方法测定了试验中斜切口连杆两侧裂解起裂时间差,试验结果与数值模拟结果相比有较好的一致性.     

连杆裂解起裂及三维裂纹扩展分析北大核心CSCD

分析了连杆裂解加工力学原理及切口根部与裂纹尖端应力场,确定了断裂准则并对连杆裂解加工过程进行数值仿真,通过结构中单元失效模拟裂纹的产生与扩展,进而分析裂解槽根部节点应力应变状态、连杆起裂及裂纹扩展情况、连杆大头端和断裂面的塑性变形分布。结果表明:连杆在局部小塑性变形状态下断裂剖分,塑性应变集中分布在裂解槽根部及附近,最大值约为0.035;初始裂纹发生于连杆厚度中面裂解槽根部近表层处,起裂后裂纹平均扩展速度约为19.6m/s,主裂纹扩展遇螺栓孔一分为二,绕过螺栓孔后裂纹扩展速度降低;裂纹在连杆大头端外缘汇合,并易在此处形成挤压,发生爆口及台阶等缺陷,可通过改变连杆大头外缘轮廓形状减少或避免爆口及台阶等缺陷的产生。     

预制裂纹槽加工方法对连杆裂解加工质量的影响规律

通过大量工艺试验研究了预制裂纹槽加工方式对裂解质量的影响规律,结果表明,激光加工裂纹槽生产效率高,裂解加工后大头孔的圆度误差及裂纹线与断裂面的水平误差最小,而拉削加工的裂纹槽上述两项误差值最大,线切割加工方式居中.同时采用有限元数值模拟正交试验,分析了连杆预制裂纹槽几何参数时裂解载荷的影响规律,结果表明,槽深对裂解载荷影响最显著,曲率半径次之,而张角对裂解载荷的影响不显著,并给出了预制裂纹槽合适的工艺参数范围.     

内燃机连杆制造最新技术与发展趋势

连杆裂解工艺是国际上90年代初发展起来的连杆加工最新技术。本文阐述了连杆裂解加工技术的技术原理、经济性、连杆材料特性、初始锻造毛坯、热处理要求、裂解加工工艺与关键核心工序及设备。探讨了在我国研究开发的重要性及应用前景。     

连杆准静态裂解数值模拟关键技术与启裂分析

对连杆准静态裂解进行了数值模拟分析,对裂纹区网格划分、接触与约束处理、无应力投影功能与自适应加载步长等关键技术进行了探讨;运用临界J积分和最大主应力准则作为连杆启裂的判据,分析了启裂时连杆应力场、塑性场及位移场,给出启裂点的分布状况.数值分析表明:连杆裂解的塑性区只存在于裂纹区裂尖附近,启裂点不唯一且沿连杆厚度方向散布在裂尖,但启裂率先发生在中部裂纹区的最大主应力峰值域,并向上下表面和外轮廓扩展.启裂点散布以及裂纹扩展路径不同极易造成裂纹交汇异常,并导致裂解过程中的爆口、断裂面台阶等裂解缺陷.     

降低连杆裂解工艺废品率的探索和实践

介绍了连杆裂解技术在大批量生产应用中的一些经验,探究了连杆激光加工裂解工艺的一些技术细节,对解决连杆爆口、错位、变形、夹渣等问题给出了具体的方法和建议.     

内燃机连杆的优化设计

采用最优化理论对连杆进行了有限元的优化设计。通过优化设计，连杆在强度和刚度都满足设计要求的情况下，其质量比原来连杆质量有了很大的减少，其中强度较大部位的金属被自动减少，而强度较小部分的金属被自动增强，并且应力分布也比较合理。     

12VPA6舰用柴油机曲柄连杆机构冲击响应分析

以曲柄连杆机构为例,基于有限元和多刚体动力学模拟,提出了对于正常运转下的柴油机零部件进行冲击响应的计算方法。运用visual Nastran for desktop(VN4D)和Pro/E软件,采用“瞬时结构假定”,计算了机构部件的冲击响应。结果表明:连杆满足抗冲击要求,曲轴的临界冲击载荷约为10倍的重力加速度,柴油机需要进行抗冲击保护。     

基于多体动力学的479Q发动机连杆载荷与强度分析

以479Q汽油机为研究对象,建立了曲轴、连杆和活塞的三维几何模型和多体动力学模型。载荷边界条件采用真实示功图和负载数据,得到了做功行程中作用于连杆两端的载荷谱。采用惯性释放技术计及惯性力对连杆应力的影响,计算得到了做功行程中任意时刻连杆的动态应力场。对静力计算方法和惯性释放方法进行了对比,后者得到的动态应力场更加接近真实情况。根据曲轴转速为2 000 r/min时的气缸压力测试曲线(最高燃烧压力4.6 MPa)和对应的发动机扭矩(165 N.m),计算得到连杆最大轴向载荷为26 kN,最大工作应力为259MPa。根据局部应力应变法,该工况下的寿命为2.941×1016转,连杆近似为无限寿命。     

创新型连杆结构对比分析

分别建立沿小头孔轴线杆身断面的传统连杆及垂直小头孔轴线杆身断面的新型连杆实体模型,运用ANSYS软件对传统连杆及新型连杆进行有限元静力分析。讨论了两种结构形式在结构强度和刚度上的差异,为连杆的创新型设计提供理论参考。     

某型中速柴油机连杆上瓦破裂原因分析及改进措施

针对某型中速柴油机连杆上瓦出现裂纹和不正常磨损等问题展开研究。经分析和仿真计算,连杆体主承载区的油槽和油孔布置不合理是造成该故障的根本原因,连杆瓦厚度偏薄是导致连杆上瓦破裂的重要原因。对油孔、油槽的结构进行改进,采用横向油孔。通过柴油机耐久试验证明改进措施有效解决了该型柴油机连杆上瓦破裂的问题。     

某双燃料发动机的连杆CAE分析及优化设计

针对某型号天然气/柴油双燃料发动机,在其连杆的设计和开发过程中,运用ABAQUS和FEMFAT软件对连杆进行CAE分析,原设计连杆接触分析显示接触开度不满足安全要求。为此对连杆进行优化设计,优化后的连杆CAE分析表明:连杆杆身与大端接触面采用弧形设计能有效解决连杆接触开度问题,且优化后的连杆变形、接触应力及高周疲劳(high cycle fatigue,HCF)强度都在许用范围之内,满足设计安全需要。这一结论可为提高双燃料发动机的设计安全性提供有效的科学方法和可靠的理论依据,并为后续连杆装机验证提供有力的理论支撑。     

2009年版曲轴和连杆国家标准解读

分析了新发布的GB/T23339-2009《内燃机曲轴技术条件》国家标准分别与原JB/T6727-2000《内燃机曲轴技术条件》和现行的QC/T481-2005《汽车发动机曲轴技术条件》的主要差异,指出了GB/T23340-2009《内燃机连杆技术条件》国家标准与原JB/T6727-2000《内燃机曲轴技术条件》和原JB/T6721-1993《内燃机连杆技术条件》的主要不同点,并就曲轴标准存在的问题等提出了个人看法,供有关人员贯标时参考。