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再制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新總結(jié)
2014-2-26    來源:正航儀器    作者:正航網(wǎng)絡(luò)  閱讀:

 

 

 

通過以上一系列的研究工作,正航儀器收集整理,從中,本文得到以下結(jié)論:

1、在曲軸轉(zhuǎn)速分別為2600r/min、2400r/min、2000r/min、1600r/min,1400r/min時(shí),穩(wěn)態(tài)仿真兩個(gè)工作循環(huán),曲軸旋轉(zhuǎn)四周,分別得連桿頸負(fù)荷、主軸頸負(fù)荷、飛輪前、后端扭矩等仿真結(jié)果,并同主軸頸與軸承座之間是剛性支承和彈性支撐時(shí)的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,表明支承條件不同,計(jì)算結(jié)果會(huì)有較大差異,彈性支撐更符合實(shí)際。

2、有限元計(jì)算結(jié)果表明發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中曲軸第3拐連桿頸上油孔附近應(yīng)力集中最大,其維氏應(yīng)力最大值為208MPa。只有單拐模型計(jì)算值的1/2。這是由于曲軸約束載荷計(jì)算比較準(zhǔn)確,且考慮相鄰缸點(diǎn)火的影響導(dǎo)致應(yīng)力計(jì)算值降低。

3、基體材料為48MnV具有3Cr13電弧噴涂層的在軸向載荷下的疲勞性能有相當(dāng)程度的降低。涂層越厚,疲勞性能越差,疲勞極限越低。涂層厚度為0.1mm,0.2mm和0.3mm的試樣,疲勞極限分別降低了9%,118%和14%。疲勞性能降低的主要原因是涂層的結(jié)合強(qiáng)度較低,以及噴砂時(shí)殘留的鋁氧化物引起疲勞裂紋萌生。

4、曲軸再制造前后疲勞壽命計(jì)算以及曲軸疲勞試驗(yàn)結(jié)果說明傳統(tǒng)的計(jì)算過于保守,這不但對(duì)曲軸的設(shè)計(jì)和優(yōu)化有一定的意義,也說明再制造發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)直接利用曲軸、采用“減材料”或“加材料”即電弧噴涂3Cr13的方式,其壽命是可靠的,足以維持下一個(gè)生命周期。

5、經(jīng)500小時(shí)冷熱沖擊可靠性試驗(yàn)后和1000小時(shí)和3000小時(shí)可靠性循環(huán)試驗(yàn)后的試樣較少,試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)有偏差,但是其變化趨勢很清楚。極限彎矩和安全系數(shù)隨曲軸臺(tái)架強(qiáng)化試驗(yàn)的時(shí)間有所減小,即臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)間越長,單拐試驗(yàn)得到的極限彎矩和安全系數(shù)越小,但變化量很小。因?yàn)?000小時(shí)曲軸臺(tái)架強(qiáng)化試驗(yàn)相當(dāng)于曲軸的一個(gè)生命周期,所以本文試驗(yàn)的結(jié)果表明,曲軸疲勞壽命最少可以維持三個(gè)生命周期,即理論上可以再制造三次以上。這和理論計(jì)算的結(jié)果相吻合,表明再制造疲勞壽命模型和壽命預(yù)測的正確性。

 

 

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

 

6、本文提出了一種產(chǎn)品可再制造性模型和評(píng)價(jià)方法,并通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可再制造性的評(píng)價(jià)驗(yàn)證了該模型的有效性和實(shí)用性。但是該評(píng)價(jià)模型具有一定的局限性。

(1)它只適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)具體化以后,即產(chǎn)品的零件數(shù)要已知;

(2)模型是在目前常用的生產(chǎn)條件下發(fā)展的,不適合相差比較大的生產(chǎn)條件。

說了這么多,關(guān)于再制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸實(shí)驗(yàn)相關(guān)總結(jié),以下正航儀器再為您介紹其中主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1、提出了基于有限元的再制造產(chǎn)品疲勞壽命評(píng)估方法和模型。首次利用動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果作為力邊界條件,考慮彈性支撐和相鄰曲拐的相互影響,建立了一個(gè)精確的曲軸有限元模型,并通過再制造曲軸剩余壽命計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證,從理論和試驗(yàn)上驗(yàn)證汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸大量用來再制造其疲勞壽命是足夠維持下一個(gè)生命周期的事實(shí)。這種再制造零件剩余疲勞壽命預(yù)測方法和模型具有典型的示范意義。

2、通過試驗(yàn)首次對(duì)帶有3Cr13電弧噴涂涂層曲軸材料48MnV的疲勞行為進(jìn)行了研究,揭示了該工藝修復(fù)曲軸疲勞壽命有所下降的現(xiàn)象。

3、初步建立了可再制造性的評(píng)價(jià)方法和模型,并通過對(duì)桑塔納2000發(fā)動(dòng)機(jī)的可再制造性分析,驗(yàn)證了模型的正確性和實(shí)效性。

總之,為了使評(píng)估產(chǎn)品可再制造性達(dá)到工程實(shí)用要求,除了在理論上,即利用本文提出的可再制造性評(píng)估模型評(píng)估可再制造在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境性的可行性,還要通過安全可靠性評(píng)估以及可靠性試驗(yàn)評(píng)估產(chǎn)品是否適合可再制造,最后得到適合再制造的產(chǎn)品及零件數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫反過來又可以輔助評(píng)估相似產(chǎn)品或零件是否適合再制造。(本文來源:正航儀器)http://www.ledshenzhen.com.cn

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