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。     

发动机曲轴疲劳试验信息的采集分析及应用

介绍了曲轴弯曲疲劳试验的信息获取与分析方法，并通过实例，着重论述了如何运用这些信息对试件的结构、材料、工艺和强度问题进行评价。     

曲轴弯曲疲劳试验方法评述

从试验原理、载荷控制精度、使用便利性和经济性等方面,对当前几种曲轴弯曲疲劳试验方法进行了评述,指出电动谐振法具有高精度、高效率,低能耗等优点。     

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%。     

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。     

曲轴扭转疲劳试验方法评述

本文介绍了目前使用的机械谐振式、液压式和电动谐振式曲轴扭转疲劳试验台架的结构、原理及特点，并提供了两种实用的试件联结方法．     

圆角滚压球铁曲轴在柴油机中的应用研究

通过试验，确定了某增压中冷柴油机球铁曲轴毛坯材质和滚压工艺参数。弯曲疲劳试验及发动机台架试验表明，球铁曲轴用于该发动机是安全可靠的。确定了批量生产工艺流程，并实现了批量装机。     

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。     

圆角淬火曲轴的高频疲劳试验

介绍了第二汽车制造厂采用高频疲劳试验机对曲轴圆角高频淬火等强化的效果进行快速比较的情况.用此方法进行曲轴圆角强化工艺的对比是行之有效的.     

曲轴弯曲疲劳强度试验评估中若干问题的探讨

从已积累的试验经验和试验数据出发，结合最近颁布的曲轴弯曲疲劳试验行业标准QC／T637－2000，对曲轴弯曲疲劳强度试验评估中涉及的强度评价指标，载荷精度与试验精度，试验规范，安全系数的估算等问题进行了讨论。     

基于圆角滚压工艺的曲轴疲劳行为研究

利用有限元计算软件Abaqus,采用三维显式动力学计算,模拟曲轴圆角滚压过程。利用软件自带的二次开发程序,编写数据采集程序,得到了曲轴圆角表面和内部的应力分布情况。参照曲轴真实疲劳试验,对曲轴进行模拟弯曲疲劳试验,得到不同弯矩水平下曲轴圆角应力分布情况。将模拟弯曲疲劳试验得到的圆角工作应力与滚压后的圆角残余应力进行耦合计算,获得更为准确的曲轴疲劳强度,并依此对曲轴滚压参数进行优化,优化后的曲轴疲劳极限弯矩提高15.7%。     

球铁曲轴弯曲疲劳强度的若干特点

本文以中型货车发动机曲轴为对象，研究了球铁曲轴弯曲疲劳强度的特点。结果表明，轴颈圆角表面粗糙度在Ｒａ１．６－Ｒａ０．４范围内时，球铁曲轴的弯曲疲劳性能无显著变化；同一曲轴上各曲拐疲劳强度存在差异；铸态下球铁曲轴圆角强度的分散性大约是锻钢３－４倍，强化后这种分散性可减小一半以上。球铁曲轴的上述特点主要由球铁材料本身的特性和毛坯浇铸时凝固冷却不一致所造成的。     

沥青混合料疲劳性能试验与表征方法综述

针对沥青混合料疲劳耐久性设计参数的不确定性与不科学性问题,从疲劳试验方法及疲劳性能表征模型两方面对沥青混合料疲劳性能表征的发展现状、存在的问题进行了综述,并总结了其未来发展方向。沥青混合料疲劳性能主要通过室内外不同疲劳试验进行研究,不同试验方法所用沥青混合料试件的尺寸、形状,试件内部所处应力状态及试验条件皆各不相同,而沥青混合料是一种由沥青结合料与不同粒径矿料通过搅拌和碾压而成的多相、多组分、多尺度黏弹性混合料,其力学响应具有显著的时间、温度与应力状态相关性,不同试验方法所对应的加载速度、试验温度及应力状态存在较大的差异性,故其试验结果呈现出显著的不确定性,其疲劳性能表征模型参数也存在显著的差异性;此外,常用的室内材料疲劳试验方法大多为一维或二维应力状态下的疲劳试验,这与沥青路面结构实际服役过程中所处的三维应力状态不符;沥青混合料疲劳性能表征方程大多来源于一维应力状态下的疲劳试验结果,因此,用简单应力状态下的材料疲劳试验方法与性能表征模型难以客观表征三维应力状态下沥青路面结构的疲劳抗力,从而导致沥青路面疲劳耐久性设计存在较大的偏差。建议开发与沥青路面服役状态一致的三维应力状态下的疲劳试验方法,并建立三维应力状态下疲劳表征模型,以消除不同试验方法及试验条件对沥青混合料疲劳性能表征的影响,提高沥青混合料疲劳性能表征的有效性与完备性。     

曲轴疲劳试验机自动控制系统的研制

为考核曲轴的弯曲疲劳强度 ,研制了一套由可编程控制器 (PIC)和PC机组成的高效、高自动化的试验装置 ,该装置可模拟曲轴在实际工况下的受力情况 ,测量所受应力的大小和分布等参数。实际应用证明 ,该装置具有较高的可靠性和自动化水平     

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。     

大功率多缸柴油机曲轴疲劳强度评估方法

以某型大功率柴油机作为研究对象,采用ADAMS/Engine建立了多缸柴油机曲柄连杆机构多体动力学模型,计算得到了曲轴的工作载荷.通过建立曲轴的整体三维有限元模型,将主轴承对主轴颈的支撑边界定义为接触对以模拟实际的约束状态,并将动力学计算所得一个周期内的曲柄销载荷历程曲线离散为16个载荷点,并按照发火次序,组合得到了16个载荷工况以模拟曲轴上的交变载荷,载荷的施加采用函数分布的形式模拟滑动轴承的压力分布,通过非线性有限元分析得到曲轴的应力应变结果.在此基础上,利用曲轴材料性能数据绘制了曲轴Goodman疲劳强度曲线,自编后处理分析程序得到了曲轴上所有节点的疲劳强度安全系数.结果表明:材料为42CrMo的整体曲轴满足结构疲劳强度要求,油孔处和过渡圆角处的疲劳强度安全系数相对较小,采用Goodman疲劳曲线计算的最小疲劳强度安全系数为5.04.分析结果与曲轴实际失效位置一致.     

应变-寿命模型在曲轴寿命预测中的对比研究

将3种不同的应变-寿命模型应用于曲轴的疲劳寿命评估中,并对疲劳试验数据和预测数据进行了对比。考虑到曲轴淬火残余应力的影响,对曲轴的表面残余应力进行了测试,并将测试结果应用于计算中。通过一系列的对比,证明了S-L-B模型对于曲轴的疲劳寿命预测是最有效的,Chen模型次之,修正的SWT模型一致性最差。     

发动机曲轴弯扭复合疲劳强度的试验评估方法

本文叙述了曲轴弯矩复合疲劳强度的实验评估方法，其中包括试验装置，弯矩扭矩比的选定和安全系数估算，并给出了应用实例。     

曲轴动态应力模拟及多轴疲劳计算

建立了某4缸柴油机曲轴轴系和主轴承座的有限元模型,采用EXCITE软件对曲轴轴系和连杆活塞组进行了多柔体的动态仿真,模拟了不同转速工况下曲轴随曲柄转角变化的动态应力。对曲轴动态应力结果进行了多轴疲劳计算,校核了不同运转工况下曲轴的疲劳安全系数,解决了弯扭耦合与多子系统交叉耦合时整体曲轴疲劳可靠性计算的难题。