商用车柴油机曲轴疲劳断裂研究

针对商用车柴油机曲轴主轴颈及连杆轴颈疲劳断裂问题,本文对曲轴疲劳断裂的原因进行了全面分析,发现材料硬度不够是曲轴疲劳断裂的主要原因,采取相应的整改措施后,曲轴疲劳断裂问题得到解决。     

磨托车发动机曲轴断裂事故分析

某型发动机曲轴在服役中发生断裂事故。因事故发生在该发动机服役中早期,且该机型属较成熟机型,分析其原因并找到解决办法,对避免其它品种发动机发生类似问题有着积极的现实意义。一、断裂曲轴的外观分析曲轴材料为40Cr,高频淬火、回火。其断裂位置靠近曲轴颈部,断裂纹呈抛物线状。观察曲轴断裂区域发现曲轴颈与曲臂位置表面粗糙度较高,光洁度差,裂纹周围有黑色斑点,用手触摸有凸凹感。曲轴断口处疲劳断裂特征突出。裂纹(疲劳     

曲轴扭转疲劳断裂分析

发动机曲轴在进行扭转疲劳试验过程中出现非正常疲劳裂纹,原因是油孔内壁存在加工沟槽。通过钻完油孔后进行旋转锉打磨,提高了曲轴的扭转疲劳强度。曲轴是发动机的核心零部件之一,作为动力输出的主要载体,工作中承受着复杂的弯曲和扭转载荷。统计表明,曲轴的疲劳断裂有80%是弯曲疲劳断裂,扭转疲劳断裂的比例不到20%。     

某发动机曲轴断裂分析

某直列六缸发动机在台架试验中发生曲轴断裂的情况,通过检测确定硅油减振器已失效;为了确定硅油减振器失效与曲轴断裂的关系,搭建了发动机动力学模型对曲轴在可靠性试验台架上的工作状态进行模拟,分析比较了在硅油减振器正常和失效情况下曲轴的负荷情况及相应的疲劳可靠性差异。通过分析确定发动机曲轴断裂的主要原因是硅油减振器失效;在减振器失效后曲轴长时间在轴系扭转共振点附近全负荷运行,振动产生的动力学载荷使曲轴承受的负荷已超出其疲劳强度的限值,发生断裂;对硅油减振器改进后,经过多轮可靠性台架试验,没有再发生曲轴失效的情况。     

基于有限元的内燃机曲轴疲劳强度分析

内燃机曲轴轴颈的过渡圆角处是应力高度集中部位,是疲劳裂纹的最先形成位置,因此曲轴圆角是曲轴设计时需要重点关注的部位。文章采用NASTRAN软件对某发动机缸体进行模态缩减,利用EXCITE-PU软件进行动力学分析,再通过N-soft软件进行圆角的疲劳安全系数分析。结果表明,通过增加圆角半径的方式可以解决曲轴的断裂问题。     

利用磁记忆技术对船舶柴油机曲轴裂纹故障在线检测的研究

柴油机在运行过程,曲轴受到复杂的扭振和各种交变应力,容易造成疲劳断裂。曲轴的断裂事故具有突发性,事故一旦发生具有毁灭性的破坏。文中就如何应用磁记忆技术对柴油机曲轴实施在线检测进行研究。     

因使用原因造成曲轴疲劳断裂浅析

近年来，由于超载、路况、驾驶员素质等原因，致使一些载货车辆因其操作不当而造成汽车发动机曲轴疲劳断裂的事故时有发生。为了减少类似事故．笔合在走的用户中与驾驶员探讨了因使用原因造成发动机曲轴断裂以及在使用中如何避免曲轴断裂的操作方法。因操作不当造成曲轴疲劳断裂，断口呈纤维状，灰暗无光泽，有明显露性变形，已有明显高温退火痕迹．皱折波纹清晰可见，里与受力方向吻合。而脆性断裂，其断口比较平坦．金属晶粒排列整齐，有光泽，没经过明显的塑性变型阶段。脆件断裂一般是材料或制造＿L艺缺陷造成的。因使用原因造成的曲轴…     

浅析曲轴折断的原因

曲轴由于制造工艺上的缺陷或使用维修不当,可能会出现折断故障,曲轴折断是发动机的严重事故。 1.曲轴折断的基本规律 大量事实证明,使用中曲轴断裂形式多为轴颈两相邻圆角交接的曲柄臂处,发生双向弯曲疲劳。断裂部位多见于连杆轴颈圆角与曲柄臂连     

汽车曲轴圆角残余应力的X射线测定

曲轴是汽车发动机的最重要零件之一。随着近代汽车向高速、高压缩比发展,对汽车曲轴强度的要求也越来越高。曲轴的使用状况及其本身的结构特点,使曲轴的应力分布很不均匀。在曲轴的圆角上,由于应力集中而造成高出名义应力几倍的应力。一系列的应力分析结果和大量的曲轴使用断裂实例都说明,曲轴圆角是其疲劳破坏的危险部位。圆角部位的强度性能和质量好坏,是决定曲轴总体强度的关键。     

柴油机曲轴断裂失效分析

1前言某型柴油机在使用过程中,曲轴发生了断裂。一台柴油机在运行41799km时,曲轴第四连杆颈发生断裂,编号为1#;另一台在柴油机行驶13243km时,曲轴第二连杆颈发生断裂,编号为2#。此曲轴材质为42CrMo,锻造后经正火、调质处理,最终强化工艺曲轴整体氮化处理。为确定曲轴断裂失效的原因,对曲轴断裂件进行了分析。     

基于多体动力学的柴油机曲轴疲劳寿命分析

为分析4100QBZL柴油机曲轴的疲劳寿命,建立该曲柄连杆机构的刚柔耦合多体动力学模型,将多组试验测量的缸内压力作为驱动力,进行耦合仿真得到曲轴在柔性体模型下的主轴颈、连杆轴颈负荷仿真结果,并根据载荷结果对曲轴进行静强度校核。最后结合由多体动力学软件得到的载荷谱与有限元分析所得的曲轴在各个工况下的应力应变分析结果,以及通过材料的各项属性拟合出的S-N曲线,对曲轴进行了疲劳寿命预测。结果表明:曲轴的静强度及疲劳寿命均达到了工程设计要求,曲轴最危险部位的寿命次数也达到了1013以上,认为曲轴不会发生疲劳破坏。     

国产42CrMo调质钢曲轴的开发

通过分析进口42CrMoS4调质钢曲轴的原材料、显微组织和力学性能,结合国外锻造曲轴毛坯的调质工艺,进行锻坯热处理工艺调试,开发出国产42CrMo调质钢曲轴毛坯;曲轴毛坯经机加工为成品曲轴并进行曲轴弯曲疲劳试验、发动机台架和整车耐久可靠性试验的验证,确定国产42CrMo调质钢为中等缸径高速柴油机曲轴用材。     

圆角粗糙度对球铁曲轴疲劳强度的影响

在试验的基础上,得出了不同范围的圆角粗糙度对球铁曲轴疲劳性能影响的结论,又分析探讨了粗糙度与疲劳性能的内在关系,并对影响曲轴疲劳性能的其它结构参数作了简单分析,提出了生产中应采取的措施。     

曲轴疲劳寿命分析及验证

采用FEMFAT疲劳仿真软件,结合曲轴材料、表面加工工艺、应力循环特征等各方面因素,综合分析后得出曲轴的疲劳寿命及安全系数。应用曲轴疲劳试验机,通过升降法获取6对有效数据分析曲轴的疲劳极限和安全系数。对比仿真与台架试验计算数据及结果,找寻曲轴发生应力集中的部位,对仿真及试验结果进行安全系数评估,分析影响曲轴寿命的因素,最终得出2种试验方法所得试验结果均满足安全要求。     

组织形态对球铁曲轴疲劳特性的影响

用两根以不同工艺铸造的4JB1发动机球铁曲轴,来研究组织形态对其疲劳特性的影响。一种工艺为铸态 正火处理(以下简称正火态);另一种是铁型覆砂铸造(以下简称铸态)。两者都经机加工、氮化处理后进行弯曲疲劳试验,并从毛坯取样做力学性能和冲击试验。结果表明:尽管两者的力学性能相近,但铸态曲轴的弯曲疲劳极限远高于正火态曲轴。这是由于铸态曲轴具有细小的牛眼状石墨形态 珠光体组织,所以裂纹起裂功和扩展功都较高,在疲劳中当石墨处萌生裂纹后,包围石墨的铁素体可以使裂纹尖端钝化,有效阻止裂纹扩展;而正火态曲轴显示为球状石墨 珠光体组织,包围在石墨周围的珠光体强度较高,在与石墨交界处萌生裂纹和之后裂纹的扩展都较快,导致疲劳寿命较低。     

6130柴油机曲轴的弯曲应力分析(上)

一、前言遵照伟大领袖毛主席关于走自己工业发展道路的指示,为提高国产柴油机质量,几年来,我所在提高柴油机曲轴弯曲强度方面进行了一些工作,其中包括结构、工艺、疲劳试验等方面。在结构应力分析中,主要是改进单拐结构以提高曲轴弯曲静载与动载强度,并减轻曲轴重量、简化工艺。曲轴是发动机的主要承载零件之一,在使用中发生的曲轴断裂情况,暴露出曲轴在强度方面是存在问题的。再者为进一步改进柴油机的性能,采用低增压技术,提高功率指标、现有的曲轴也不能满足要求。因此各有关单位曾从不同的方面对曲轴强度问题进行过很多试验研究。国外对曲轴的强度问题已经进行了广泛深入的研究,如G·Stahl 针对薄柄臂的汽油机曲轴,就轴颈直径、柄臂宽度、厚度、过渡圆角半径、重迭度等结构参数对曲轴强度的影响     

曲轴强化工艺对疲劳极限的影响

为了改善和提高汽车发动机曲轴的使用寿命,通过三种曲轴复合强化工艺对曲轴进行强化处理后,再对曲轴进行金相组织分析、表面硬度检测、表面残余应力检测和台架弯曲疲劳试验来验证三种曲轴强化处理工艺的优劣性。试验结果表明曲轴进行复合强化工艺处理后其金相组织结构、特别是曲轴R处表面硬度和表面残余应力的大小对曲轴使用寿命(曲轴疲劳极限)有较大的影响。由试验结果获得:曲轴气体软氮化+表面滚压强化工艺效果最好,离子氮化+表面滚压强化工艺次之,高频淬火+表面滚压强化工艺结果较差。     

曲轴疲劳试验机激振推杆的研究与改进

公司曲轴弯曲疲劳试验机的激振推杆,在试验过程中经常出现断裂故障,文章通过有限元分析方法获得激振推杆产生断裂的原因,对激振推杆的结构进行优化设计,提出两种优化方案,并对两种优化结构进行寿命分析,结合物理试验,验证分析结果的正确性,获得最优的激振推杆结构形式。     

问与答

１柴油机曲轴光（修）磨后为什么容易发生断裂？ 曲轴光磨后，曲轴颈的直径减小，刚度变弱，曲轴断裂的可能性增大，特别是因轴瓦烧蚀而光磨的曲轴，其内部材质由于承受过高温而发生金相组织变化，曲轴的刚度和使用强度成倍降低，断裂的可能性也就更大。 ｂ．曲轴光磨时，如将轴颈与曲柄连接的过渡圆角磨成尖（直）角，造成应力集中，也会导致曲轴断裂。 ｃ． 氮化曲轴是绝对不允许光磨的，否则势必造成曲轴断裂。２玉柴 ６１０５ＱＣ型柴油机装用了玉柴 ６１０５ＱＡ型柴油机的曲轴会出现什么情况？ 玉柴 ６１０５ＱＡ型柴油机曲轴行程与活…     

部颁标准“汽车发动机曲轴弯曲疲劳台架试验方法”刍议

从已积累的数据和工程要求出发,对部颁曲轴弯曲疲劳试验标准(JB3258)中有关样品数量、试验装置及规范等问题进行了分析与讨论,提出了修改意见,并着重指出:要使我国曲轴疲劳试验工作进入国际先进行列,关键是大力推广使用先进的电动谐振式曲轴疲劳试验系统。