活塞疲勞失效的力學(xué)分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文應(yīng)用斷裂力學(xué)的理論,結(jié)合試驗,在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,對硅鋁合金活塞機械疲勞可靠性問題展開了研究。 1.活塞銷孔疲勞試驗。利用活塞銷孔機械疲勞試驗機裝置進行的試驗表明,活塞頂部及內(nèi)腔承受的交變液壓,在銷孔內(nèi)側(cè)上端處產(chǎn)生很大的棱緣負荷,導(dǎo)致銷孔開裂,  2.活塞有限元分析。計算了活塞在熱應(yīng)力場、機械應(yīng)力場以及熱-力耦合應(yīng)力場中的應(yīng)力應(yīng)變值。研究表明:在活塞銷孔內(nèi)側(cè)上端出現(xiàn)了應(yīng)力集中,裂紋開啟于此處。分析結(jié)果與試驗相吻合。通過對活

2、塞實體模型加載交變的機械載荷,采用隱式算法(Newmark法)進行了活塞的瞬態(tài)動力學(xué)分析,得到了活塞銷孔危險部位的循環(huán)應(yīng)力幅值。 3.形狀幾何因子表達式。本文采用“自上而下”的子結(jié)構(gòu)模型法施加裂紋體,計算了裂紋尖端的應(yīng)力強度因子,計算值與應(yīng)力強度因子手冊中給出的理論值非常吻合,最大誤差不超過6%。分析可知,熱載荷對裂紋尖端的應(yīng)力場起很小的作用,而起決定作用的是機械載荷。因此,忽略熱載荷的影響,利用最小二乘法,擬合出了活塞在機械應(yīng)

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