活塞疲勞失效的力學分析.pdf

1、本文應用斷裂力學的理論，結合試驗，在數值模擬的基礎上，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，活塞頂部及內腔承受的交變液壓，在銷孔內側上端處產生很大的棱緣負荷，導致銷孔開裂，　　2.活塞有限元分析。計算了活塞在熱應力場、機械應力場以及熱-力耦合應力場中的應力應變值。研究表明：在活塞銷孔內側上端出現了應力集中，裂紋開啟于此處。分析結果與試驗相吻合。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)動力學分析，得到了活塞銷孔危險部位的循環(huán)應力幅值。 3.形狀幾何因子表達式。本文采用“自上而下”的子結構模型法施加裂紋體，計算了裂紋尖端的應力強度因子，計算值與應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