基于ANSYS的6110曲轴疲劳分析

对曲轴轴颈进行中频感应淬火,使圆角处产生残余压应力和淬硬层,以提高曲轴的疲劳强度和抗磨损能力.因在线测量温度、组织、应力在当前技术条件下是不可能的,需借助计算机模拟技术来了解、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ANSYS软件对连杆轴颈感应淬火过程进行模拟.计算了淬硬层厚度和淬火后的残余应力分布,并利用ANSYS疲劳分析模块对淬火前和淬火后曲轴进行疲劳分析,结果可信.     

基于ANSYS的611O曲轴疲劳分析

对曲轴轴颈进行中频感应淬火，使圆角处产生残余压应力和淬硬层，以提高曲轴的疲劳强度和抗磨损能力。因在线测量温度、组织、应力在当前技术条件下是不可能的，需借助计算机模拟技术来了解、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ANSYS软件对连杆轴颈感应淬火过程进行模拟，计算了淬硬层厚度和淬火后的残余应力分布，并利用ANSYS疲劳分析模块对淬火前和淬火后曲轴进行疲劳分析，结果可信。     

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。     

曲轴淬火感应器的选用及保养要点

曲轴轴颈感应淬火的目的是提高轴颈硬度,增加其耐磨性;当轴颈圆角部分连同淬上时,将进一步提高曲轴的疲劳强度。曲轴的淬火部位,一般包括主轴颈、连杆颈、法兰油封面与前轴颈等部位,如图1所示。曲轴淬火感应器就是为这些部位进行淬火的工具,其有效圈的尺寸,也随轴颈的直径、开挡宽度或淬火宽度而异。1.曲轴颈淬火区域主要包括以下几种:①只淬轴颈表面(见图2a)。②轴颈表面及圆角部位同时淬硬(见图2b)。③轴颈表面及止推面同时淬硬(见图2c)。④轴颈及止推面单独淬硬(见图2d)。⑤法兰油封面及前轴油封面的淬火(见图2e)。2.曲轴淬火感应器的结…     

曲轴感应淬火装备的现代化

曲轴轴颈淬硬最初是用来提高其耐磨性的。轴颈圆角淬火工艺的实现,使曲轴的疲劳强度提高了一倍,从而使曲轴感应淬火成为取代成本高、周期长的渗氮的新工艺。 20世纪30年代中期,前苏联研究部门与美国达科(TOCCO)公司分别研制了曲轴感应淬火机     

一次中频淬火球铁曲轴的试验与考核

本文对圆角轴颈一次中频淬火球铁曲轴的模拟疲劳、圆角残余应力的分布,装机台架试验和使用考核等情况进行了介绍。通过试验与考核得知:曲轴经圆角轴颈一次中频淬火后其纯弯曲疲劳强度与正火态相比提高一倍以上;圆角处最大压应力值可达37～38公斤/毫米~2;装机台架试验寿命可达7000～10000小时;一次大修寿命可超出6000小时。     

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。     

内燃机曲轴扭转疲劳强度试验研究与分析

通过对内燃机曲轴进行扭转疲劳试验研究,分析了影响曲轴扭转疲劳强度的因素以及导致曲轴扭转失效的原因,并提出了相应的改进措施。分析指出,随内燃机爆发压力的提高,曲轴所承受的扭矩会相应增大,由此导致的曲轴扭转疲劳失效不断增加。曲轴扭转失效位置主要在连杆颈油孔、曲柄臂和连杆颈下止点,失效原因涉及结构设计、原材料、机加工、热处理等多个因素。连杆颈油孔是扭转疲劳失效最常见部位,裂纹源一般在油孔内壁距轴颈表面约8～10 mm位置,轴颈表面感应淬火对扭转疲劳强度影响较大,表面感应淬火使曲轴的扭转疲劳强度降低约30%,油孔内壁抛磨可使轴颈表面淬火曲轴的扭转疲劳强度提高25%以上。     

柴油机曲轴圆角处激光喷丸后的残余应力分布特牲研究

采用ANSYS有限元软件,研究了柴油机曲轴圆角处激光喷丸后的残余应力分布规律,并得到相应的模拟数值。将圆角处模拟的结果与未喷丸曲轴的实测点应力值进行对比分析,结果得出,经过喷丸处理后,曲轴连杆轴颈部位的圆角处残余应力由拉应力变成压应力．材料的硬度和强度明显得到提高。通过此类的有限元仿真,可以对激光喷丸的相关参数进行优化。     

往复泵曲轴疲劳可靠性分析

为提高往复泵的设计水平,基于三柱塞单作用往复泵曲轴实例,通过将曲轴所受各力按相应坐标系分解,并将周期性作用力在时间相离散以及划分为若干计算断面,建立了曲轴疲劳可靠性分析模型。利用已开发的往复泵曲轴强度计算与校核软件计算并导出数据,应用半径矢量法分别求出曲轴各断面应力与疲劳极限的均值及标准偏差,使用联接方程求出各断面的联结系数,详细分析了曲轴模型的疲劳可靠性。通过对一系列实际使用效果良好和失效曲轴的疲劳可靠度进行计算与分析,得出了三柱塞单作用往复泵曲轴疲劳可靠度的合理取值;对于原可靠度过高的曲轴,反求出该曲轴实际能安全可靠承受的最大柱塞力,充分利用原机组的富余能力。往复泵曲轴疲劳可靠性分析具有重要的理论和实际应用价值。     

不同强度理论在曲轴疲劳研究中的对比应用

采用有限元法对曲轴在弯矩载荷作用下的应力状态进行分析,并结合插值法对曲轴的应力分布进行拟合计算,在此基础上采用临界距离法与不同强度理论对相同材料、不同圆角半径的曲轴的结构疲劳特性进行预测研究,并对预测结果进行试验验证。研究结果表明：当基于第一强度理论与临界距离法对圆角半径不同的曲轴的疲劳特性进行预测时,无论是临界点法还是临界线法都会造成较大误差;而当基于第三及第四强度理论与临界距离法进行预测时,临界线法比临界点法的预测精度更高,分析认为这是由曲轴的破坏类型造成的。     

对L3汽油机曲轴强度的参数化校核

根据发动机设计参数及曲轴参数,利用内燃机原理及结构力学,简易计算曲轴疲劳强度比。计算结果显示L3汽油机曲轴疲劳强度比优于现已批量生产机型曲轴疲劳强度比,原曲轴设计满足改进使用,可以用于样机开发及开展试验数据收集。     

精密曲轴连杆颈磨削加工技术的研究

汽车发动机曲轴结构复杂,加工要求高,保证连杆轴颈的各项技术要求是曲轴加工的关键。分析了连杆轴颈的主要技术要求和工艺,巧妙设计了精磨连杆轴颈夹具,并基于Pro/E软件行为建模技术对精磨连杆轴颈夹具的静平衡配重进行了设计,实现了用普通曲轴磨床磨削精密汽车曲轴,为企业取得了良好的经济效益。     

Low-temperature nitrocementation to improve the life of resurfaced tractor crankshafts

The influence of low-temperature nitrocementation of resurfaced crankshafts on the residual stress in the surface layers is studied experimentally. The possibility of improving the fatigue strength by nitro-cementation is demonstrated.     

稳态疲劳载荷下曲轴剩余强度模型的试验研究

剩余强度模型是一种能比较直观的反映构件疲劳断裂行为的唯象学描述方法,但对于曲轴这类体积大且结构复杂的构件,往往难以直接对其进行剩余强度试验。针对此,在应用谐振式疲劳试验机对曲轴进行疲劳试验的过程中,通过建立试验台振动模态和试件在裂纹扩展中的力学特性之间的关系,应用动态信息跟踪方法对曲轴的剩余强度模型进行了间接的试验研究。介绍了这种方法的基本原理,分析了其可行性,并结合试验结果讨论了曲轴的剩余强度退化规律的基本特征。     

Evaluation of a cast-joining process of dual-metal crankshafts with nodular cast iron and forged steel for medium speed diesel engines

A new nontraditional way of manufacturing crankshafts for medium speed diesel engines is proposed and evaluated by the state of the art of multibody dynamic analysis. Introduced for the first time in this paper, the new approach makes use of commercially unprecedented dual-metal cast-joining of nodular cast iron and forged steel. The strength of the dual-metal interface is validated by tensile tests with specially prepared dual-metal test coupons. The tensile tests revealed that the tensile strength of the dual-metal interface could be controlled to have over 700 MPa, which provides a fundamental basis to a dual-metal crankshaft. Given the reliable dual-metal cast joining, two dual-metal crankshafts, the so-called DM1 and DM2, are suggested and evaluated for two operational cases: an actual case of 100 bars of gas pressure; and a virtual case of 210 bars of gas pressure. The analysis results of the two cases demonstrated that one of the two dual-metal crankshafts, DM2, showed equivalent or outperforming fatigue performance over the traditional steel crankshaft. Therefore, by virtue of the new materialistic combination and the cast-joining technology introduced in this paper, the dual-metal crankshaft of nodular cast iron and forged steel presents a strong possibility to replace the traditional forged steel crankshaft, which is costly and low productive.     

浆液冲击角度对Cr30A高铬铸铁冲蚀行为的影响

在模拟湿法脱硫浆液流动环境中,研究了NaCl溶液+石英砂酸性浆液冲击角度(与试样冲击表面夹角)对Cr30A高铬铸铁冲蚀行为的影响.结果表明:在浆液以60°和30°角度冲击铸铁后,在腐蚀与磨损的交互作用下铸铁的质量损失较大;浆液垂直冲击铸铁后,铸铁的质量损失较小,质量损失的主要原因是冲击磨损;浆液平行冲击铸铁后,铸铁的质...