曲轴圆角残余应力的XRD试验研究

利用X射线衍射法对曲轴圆角处残余应力进行了测试,分析了曲轴在机械喷丸、滚压、等温淬火等3种工艺下残余应力的分布规律及其形成机理,并对其进行了疲劳寿命对比试验.结果表明,机械加工后曲轴圆角处残余应力处于拉压交错状态,是影响曲轴疲劳寿命的主要因素;机械滚压和等温淬火工艺改善了残余应力的分布,使圆角残余拉应力均变为压应力,基本上满足曲轴5×106次疲劳试验的要求;喷丸工艺有效地改善了圆角与曲柄连接处残余压应力的分布状态,但增大了圆角与连杆接合处拉应力,其疲劳寿命为2.5×106次.     

淬火强化曲轴的弯曲疲劳分析

利用ANSYS大型有限元分析软件进行了6110钢曲轴的中频感应淬火过程的模拟计算，并预测了淬硬层的深度，计算了淬火后的残余应力分布。首次把感应淬火所产生的残余应力添加到了曲轴的模型里，计算了淬火前后的疲劳强度与寿命。计算结果同试验结果进行比较，二者基本吻合，说明这种方法是正确的。     

某涡轮叶片热-机械疲劳寿命预测与试验验证

为了得到某燃气轮机涡轮叶片关键截面的真实寿命,设计并开展了涡轮叶片热-机械疲劳试验,获得了真实寿命数据,并基于试验结果提出了一种涡轮叶片低周疲劳与蠕变疲劳交互的寿命预测方法。首先,采用一维线弹性关系、修正公式以及循环应力应变关系3种名义应力应变处理模型计算获得了名义应变;然后,利用SWT寿命关系式预测模型预测了叶片的热-机械疲劳寿命;再将预测寿命与试验获得的真实寿命进行对比分析。研究表明：对于某型燃气轮机涡轮叶片,基于SWT预测模型的循环应力应变关系方法相比于一维线弹性关系和修正公式法预测精度最高,与试验寿命相比,预测误差在4倍分散带之内。     

基于弯曲疲劳试验的柴油机曲轴疲劳寿命分析及改进

针对某高负荷车用柴油机,在提高最高燃烧压力条件下使用原有曲轴,在谐振式弯曲疲劳试验台上进行了曲轴弯曲疲劳试验,采用仿真的方法分析了曲轴在弯扭耦合下的疲劳强度,并对曲轴结构进行了优化。结果表明:带斜油孔的六面体网格曲轴模型应力计算更准确;通过模拟弯曲疲劳试验,可以更准确地获取曲轴的材料参数。优化结果表明:子模型法可有效优化曲轴圆角结构,提高曲轴疲劳强度。     

基于临界平面法的发动机机体疲劳寿命预测研究

基于临界平面法计算分析了发动机机体疲劳破坏薄弱位置、疲劳极限和疲劳寿命曲线,并进行了试验验证。结果表明:基于临界平面法进行有限元分析得出的疲劳危险点与疲劳试验试件破坏断裂部位一致;计算得到机体疲劳极限载荷值与试验样本母体均值的相对误差小于10%;计算得到的疲劳寿命与试验疲劳寿命落在3倍误差带以内。在计算模型的边界条件、载荷选取与试验工况一致的前提下,采用临界平面法能准确预测发动机机体疲劳寿命。     

谐振式曲轴弯曲疲劳试验系统的瞬态动力学分析

尽管谐振式曲轴弯曲疲劳试验获得了广泛的应用,但其动力学特性仍有待深入研究.首先对试验系统两自由度等效简化模型进行受迫振动响应的理论分析,得到了瞬态响应的形式,并讨论了系统阻尼比、频率比对瞬态响应的影响.进一步进行了试验系统的有限元模态计算,并利用模态测试对有限元计算的有效性进行了验证.然后根据模态计算的结果和模态测试得到的阻尼比,采用模态叠加法进行曲轴弯曲疲劳试验瞬态动力学计算,得到系统位移响应,并研究了瞬态响应的形式及其对疲劳试验结果的影响.最后通过模态扩展计算得到圆角危险截面圆弧上各点在疲劳试验过程中的弯曲正应力幅值.     

风电机组行星轮系柔性齿圈疲劳寿命研究

为探究风电机组行星轮系柔性内齿圈在动态啮合力作用下的疲劳损伤规律,建立考虑内齿圈结构柔性的行星轮系动力学模型,运用瞬态动力学进行仿真计算得到内齿圈结构应力时域历程,并通过试验验证该动态应力仿真结果的正确性。运用雨流循环计数法及Goodman平均应力修正法得到对称循环应力,随后结合Miner线性损伤理论计算内齿圈结构的弯曲疲劳寿命,分析内齿圈结构变形引起应力变化对疲劳寿命的影响,探讨不同轮缘厚度、支撑数量及不同负载下内齿圈结构疲劳寿命的变化规律。结果表明：内齿圈疲劳寿命受到齿圈结构变形和轮齿变形的共同作用,轮缘越薄内齿圈结构变形越剧烈,各轮齿间寿命差距越大,两支撑间各轮齿疲劳寿命波动趋势越复杂;当齿圈柔性较大时,其最大应力由齿圈结构变形引起且疲劳破坏点由齿根向齿槽偏移,齿圈柔性较小时其疲劳寿命主要取决于轮齿变形。     

曲轴连杆轴颈残余应力的测定

本文分析了残余应力对柴油机曲轴裂纹传播和疲劳寿命的影响。提出了应用内、外组合逐次剥层释放残余应力的原理和方法,测定曲轴连杆轴颈各点三维残余应力值及其分布规律。同时,还探讨连杆轴颈横截面上残余应力和硬度之间的变化关系。     

车轴表面残余应力的试验与研究

通过研究铁路机车车辆车轴表面残余应力,有效提高车轴的疲劳寿命.分析了亚临界淬火对车轴表面残余应力的影响,进行了表面残余应力的测试.试验表明,亚临界淬火对AARM101 F级钢车轴表面的残余应力影响很大,可使车轴表面残余应力由拉应力改变为压应力,并且通过优化机械加工工艺参数,可显著增加表面压应力.     

曲轴疲劳裂纹扩展可靠性分析的工程方法

以DF4B型机车柴油机球墨铸铁曲轴为研究对象 ,计算了在试验谱下的应力分布 ,提出了一种计算疲劳裂纹扩展可靠寿命的工程方法 ,并对曲轴裂纹扩展可靠寿命进行了计算 ,进而对柴油机曲轴的检修期提出了合理建议。     

综合消磁柴油发电机曲轴动态应力计算仿真

在分析综合消磁柴油发电机组的柴油机曲轴运动及受力的基础上,对曲轴系进行了力学及有限元建模,通过ADAMS构建了曲轴系的刚柔多体动态应力计算仿真模型。结果分析表明,该模型能够准确的反映曲轴系的运动和受力情况,其结果也为曲轴动态有限元的疲劳寿命计算提供了依据。     

涡轮盘的三种低周循环疲劳寿命预测方法对比研究

为了确定涡轮盘的低周循环疲劳寿命,在前人研究的基础上对基于局部应力应变法的低周循环疲劳寿命计算程序的计算结果进行了验证,并将其应用于某涡轮盘的寿命评估中.分别对比分析了Morrow平均应力方程、修正的Morrow以及SWT参数模型三种方法下,输入名义主应力谱、名义等效应力谱与真实主应力应变谱的寿命计算结果.研究表明:3...     

弹流润滑条件下柴油机曲轴的非线性损伤评估

建立曲轴-轴承系统的动力学模型,考虑非线性弹簧和弹流润滑2种轴承支撑模型,分析典型工况下的曲轴应力分布;提取疲劳危险点应力时间历程,分析应力变化与曲轴振动的关系,并利用非线性损伤模型进行曲轴寿命预测。结果表明:油膜压力对曲轴整体应力分布规律影响不大,但对局部应力峰值有明显影响;第7主轴颈圆角是曲轴的疲劳危险点,该点载荷主要受曲轴扭振的影响,将扭矩引入损伤模型,进行曲轴寿命校核。     

谐振式曲轴弯曲疲劳试验及其动力学仿真模拟分析研究

本文介绍了谐振式曲轴弯曲疲劳试验及其动力学仿真模拟分析研究,根据谐振式曲轴弯曲疲劳试验机的试验原理,对这一试验装置进行仿真模拟,实现试验与计算的相互印证,并探索、寻求采用仿真计算简化试验流程的可能性。     

6L280型柴油机曲轴的静强度及疲劳计算分析

采用高级通用机械有限元分析软件ANSYS／Mechanical11．0的结构力学分析功能,对6L280型柴油机曲轴进行了一个工作循环内多个工况的强度计算,并采用高级疲劳分析软件fesafe的疲劳分析功能,对曲轴进行了疲劳安全系数、疲劳寿命计算。计算结果表明,该曲轴的静强度、疲劳强度、疲劳寿命均满足设计要求。     

368Q型发动机曲轴疲劳强度有限元分析

对一个轿车发动机的曲轴进行了符合实际情况的三维建模,校核了曲轴在交变截荷下的疲劳强度,并通过曲轴的疲劳试验对分析和计算结果进行了验证,对忽略惯性力,忽略相邻曲拐影响,忽略扭矩的简化模型分别进行了计算,得出了不同建模方法对计算结果精度的影响,对曲轴圆角形状优化,圆角应力分布和强化工艺等相关问题进行了探讨。     

柴油机缸排插入角对曲轴疲劳寿命影响的三维有限元分析

以某型柴油机组成的动力装置为原始模型,利用三维有限元动态应力分析和疲劳寿命计算技术,分析了在柴油机分别为60°和420°缸排插入角时,柴油机曲轴的疲劳寿命变化情况,得出柴油机缸排插入角对柴油机曲轴的疲劳寿命有重要影响的结论。     

利用极大似然法测定曲轴弯曲疲劳性能曲线

利用极大似然法测定某曲轴的疲劳性能p-S-N(可靠度-应力-寿命)曲线,结果表明:利用极大似然法可以减少曲轴试验样件的数量,而且通过标定确定载荷和应力对应关系,可以确定可靠度、载荷、疲劳寿命3个参数的关联性.通过试验检验发现:采用极大似然法计算的数据与试验数据有一定的误差,考虑到用平均秩确定试验数据的可靠性大小有一定的误差,以及检验组的试验数比较少,计算的疲劳寿命数据比试验的疲劳寿命数据小,属于偏安全的设计曲线.     

新的蠕变-疲劳耦合损伤下活塞热-机疲劳寿命预测方法

建立了一种新的蠕变-疲劳非线性耦合损伤下铸铝合金材料热-机疲劳寿命预测模型,开展了铸铝合金材料力学性能与蠕变-疲劳试验测试,对寿命预测模型进行了验证.其次,对比活塞热-机耦合有限元计算结果与温度场测试结果,对有限元模型进行了验证.最后,用新的热-机疲劳寿命预测模型对活塞的热-机疲劳寿命进行了预测.结果表明：新的蠕变-疲劳寿命预测模型预测结果均位于2倍误差带内,该模型具备良好的寿命预测能力;活塞热-机蠕变-疲劳耦合损伤中蠕变损伤占比较大,约为53.9%;活塞热-机蠕变-疲劳耦合损伤关键区域位于活塞销座与加强肋连接处,活塞在热-机载荷耦合作用下的热-机疲劳循环寿命为4 290,满足可靠性要求.     

柴油机曲轴可靠性辩析

从设计、制造和使用方面对影响曲轴可靠性诸因素做简要分析。根据升降法弯曲疲劳试验结果,用具体失效率下的极限承载能力估算值和安全系数,对曲轴的可靠性进行评价。讨论了评价指标,并提出参考值;同时,根据强度和应力项的分析,指出提高曲轴可靠性的方向。