大功率柴油机连杆疲劳试验和数值模拟

对某型大功率柴油机连杆进行疲劳强度试验,观察连杆断口的微观形貌,分析连杆断裂的主要影响因素.试验结果表明:连杆杆身的残余压应力通常会使疲劳裂纹萌生在构件次表层,具有高平均应力水平的连杆小头对表层夹杂缺陷更加敏感.运用三维有限元数值计算方法和疲劳寿命预测理论,对连杆疲劳耐久性试验进行数值模拟.连杆疲劳试验与虚拟疲劳寿命预估结果的比较表明,基于材料S-N曲线的疲劳寿命预估方法在一定程度上能对疲劳试验中连杆破坏的薄弱部位和疲劳寿命进行模拟与预测.     

42CrMo激光焊焊缝组织

42CrMo合金钢C含量高、合金元素含量多、淬硬倾向大,焊接性能差。激光焊接具有功率密度高、焊接变形小等优点,适合焊接传统工艺难焊的同种或异种金属。通过额定功率为3kW的Nd∶YAG固体激光器焊接42CrMo,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X衍射、硬度仪分析了焊缝区域组织、成分和硬度变化。研究结果表明:焊缝区域组织为马氏体,热影响完全淬火区的组织为马氏体+贝氏体组织,热影响不完全淬火区的组织为贝氏体。从焊缝正面到焊缝背面的硬度分布表明:由于焊缝正面有保护气体的作用提高了焊缝正面熔池的冷却速度,使焊缝背面的硬度低于焊缝正面的硬度。     

柴油机连杆疲劳试验的数值模拟研究

结合某型柴油机连杆疲劳强度测试试验与结果分析,主要运用三维有限元数值计算方法和疲劳寿命预测理论,采用Abaqus有限元计算软件和FE-Fatigue疲劳寿命预估软件,对连杆疲劳耐久性试验进行了数值模拟。通过对比连杆疲劳试验与虚拟疲劳寿命预估结果,表明基于材料S-N曲线的疲劳寿命预估方法,在一定程度上能够对疲劳试验中连杆破坏的薄弱部位和疲劳寿命进行模拟与预测。最后,对影响连杆疲劳试验测试结果的一些主要因素做了进一步模拟与分析。     

内燃机湿式气缸套装配变形影响因素分析

针对水冷式内燃机常用的湿式气缸套的装配特点和结构形式,采用有限元方法对湿式气缸套在装配工况下变形的影响因素进行了系统计算分析.文中主要从机体-气缸套-缸垫-气缸盖组合体的刚度匹配、气缸盖的局部刚度、缸盖螺栓的预紧力以及气缸套本身的结构形式等方面,获得了各种影响因素对气缸套径向变形及其各阶次傅里叶级数变形的影响规律,为在装配状态控制气缸套变形提供了指导方向.     

纳米孪晶铜尺度效应的数值模拟

为了理解电解沉积纳米孪晶铜的拉伸变形行为,采用基于机制的应变梯度塑性理论对其拉伸变形进行数值模拟研究;提出孪晶薄层强化带的概念,并采用黏聚力界面模型模拟晶界的滑移和分离现象。采用的计算模型包含晶粒尺寸、弹性模量、塑性硬化指数、初始屈服应力和孪晶薄层分布等和尺度效应相关的一系列参数。计算结果有助于理解纳米孪晶铜的力学行为。     

柴油机铝合金活塞疲劳寿命预测

针对某高强化柴油机活塞,基于温度分布测试结果,运用有限元软件ABAQUS的热分析功能计算得到热应力分布.考虑材料性能的温度效应,并施加按正弦波规律简化的燃烧压力,采用疲劳分析软件FE-FATIGUE进行活塞热-机械载荷复合疲劳寿命预测,经对比,软件预测与台架试验结果吻合.     

热障陶瓷涂层材料对柴油机活塞的影响

目的研究不同陶瓷材料对活塞温度和热应力的影响。方法以氧化镁-部分稳定氧化锆陶瓷(Mg-PSZ)和氧化钇-部分稳定氧化锆陶瓷(Y-PSZ)两种材料为研究对象,在硅铝合金活塞顶部分别喷涂Mg-PSZ和Y-PSZ等离子体,分析讨论了两种不同涂层材料对活塞温度场和热应力场的影响,对比分析了有无陶瓷涂层活塞温度场和热应力场的变化。结果和无涂层活塞相比,Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞的表面温度明显升高,其表面最高温度分别升高了50.49%和34.81%,但是对应的基体最高温度却分别下降了28.49%和17.34%。同时还发现,Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞具有相同的温度和热应力分布,并且其活塞基体和无涂层活塞也具有相同的温度和热应力分布。结论 Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞都会导致活塞表面温度升高,应力增大,但是Y-PSZ对基体温度影响更大,Mg-PSZ对热应力影响更大。     

柴油机连杆疲劳失效的影响因素分析

运用有限元方法与疲劳寿命预测理论,对柴油机连杆在疲劳耐久性试验条件下的三维应力分布和疲劳寿命进行了数值模拟。通过对比连杆疲劳试验与寿命预估结果,结合连杆疲劳断口的微观分析,表明残余压应力使疲劳裂纹源的位置向连杆次表层推移,对高强度连杆的疲劳寿命具有重要影响。     

基于振动噪声的柴油机油底壳结构优化研究

基于模态参数的动态特性,针对某型柴油机振动噪声超标问题,利用有限元软件ABAQUS的模态分析功能对主要噪声源油底壳的自由模态进行计算,从固有频率方面着手优化其结构。优化后的其固有频率大幅提高,经整机振动噪声测试,减振降噪效果明显,解决了振动噪声超标问题。