基于有限元分析的柴油機曲軸再制造研究.pdf

1、由于曲軸失效形式的復雜化和對曲軸修復后質(zhì)量要求的日益提高,傳統(tǒng)的修復技術已無法滿足曲軸的修復要求。近年來,作為激光再制造技術的核心——激光熔覆技術迅速發(fā)展成為曲軸再制造的一種新型修復技術。本文主要研究船用柴油機廢舊曲軸的再制造問題。
　　1.從曲軸的磨損、燒蝕、彎扭變形以及裂紋和斷裂四個方面具體分析了船用柴油機曲軸的失效原因,得出以下三點:
　　(1)校核靜強度安全系數(shù),對曲軸的剛度、硬度和承受載荷能力進行可靠性評估。校核疲

2、勞強度安全系數(shù),評估船用柴油機曲軸再制造前后的疲勞壽命。
　　(2)根據(jù)疲勞裂紋擴展規(guī)律和Paris公式,對曲軸的疲勞裂紋擴展壽命進行預測。
　　(3)通過對曲軸材料性能的簡單分析,利用傳統(tǒng)的疲勞壽命預測方法、損傷力學和Miner疲勞損傷積累準則確定曲軸剩余疲勞壽命的預測方法,即先預測曲軸在最大載荷下的疲勞壽命,再減去最大載荷下的當量壽命,兩者的差就是曲軸的剩余疲勞壽命。
　　2.利用1/4點位移法和J積分法對曲軸圓角

3、處裂紋應力強度因子的計算,判斷其斷裂失效的程度,并應用15節(jié)點三維1/4奇異元和20節(jié)點三維單元分析曲軸圓角處裂紋的應力場,求出應力強度因子。
　　3.針對曲軸的再制造問題,本文研究了激光熔覆技術的原理和主要特點,為熔覆材料與曲軸基體材料的匹配性提供了判斷依據(jù);選擇了鎳基、鈷基和鐵基三種自熔性合金粉末作為熔覆材料;確定了修復工藝為同步式激光熔覆。對熔池狀態(tài)的研究為下文中的熱分析提供了理論依據(jù),并為控制熔覆層的裂紋提供了解決的方法。