發(fā)動機缸蓋殘余應(yīng)力測量分析實驗

在金屬構(gòu)件制造中，經(jīng)過各種加工工藝和熱處理工藝，外力或溫度變化而引起的構(gòu)件塑性變形是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因。殘余應(yīng)力的存在，使得構(gòu)件在工作中承受工作載荷和殘余應(yīng)力的交互作用，嚴重影響了結(jié)構(gòu)的靜載強度、疲勞強度、屈服強度等。此外，殘余應(yīng)力還會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、應(yīng)力腐蝕開裂、脆性斷裂等嚴重后果。

發(fā)動機缸蓋是安裝在缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃氣相接觸，且為了確定密封效果，還須承受較大的螺栓預(yù)緊力。在這種大熱應(yīng)力和大機械應(yīng)力的工況下，缸蓋開裂是產(chǎn)生缸蓋失效的主要形式。缸蓋內(nèi)殘余應(yīng)力的存在是裂紋產(chǎn)生原因中一個不可忽視的因素。

某生產(chǎn)廠家新生產(chǎn)了3組發(fā)動機鋁合金缸蓋，每組缸蓋有3個試制品，3組缸蓋整體結(jié)構(gòu)基本相同，局部結(jié)果和尺寸各有差異；熱處理過程相同，淬火溫度稍有不同。加工完成后的3組缸蓋在環(huán)境試驗中出現(xiàn)局部開裂現(xiàn)象，均達不到設(shè)計要求，且在磁粉探傷中發(fā)現(xiàn)裂紋基本分布在缸蓋通油管下的缸體上表面或表面附近。生產(chǎn)廠家希望通過測量3組發(fā)動機鋁合金缸蓋的殘余應(yīng)力，分析研究出殘余應(yīng)力對裂紋部位的影響，找出缸蓋主要缺陷點，為后續(xù)改進該產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)和建議。

實驗方法及所需儀器

南京聚航詢問具體情況后，決定采用切割法檢測發(fā)動機缸蓋的殘余應(yīng)力，測試儀器采用JHYC-50靜態(tài)應(yīng)變測量分析系統(tǒng)，是由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和筆記本安裝靜態(tài)應(yīng)變儀軟件組合而成。能夠自動實時計算、記錄殘余應(yīng)力釋放曲線，并生產(chǎn)殘余應(yīng)力報告。

測點位置選擇原則

在裂紋及相關(guān)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)根據(jù)裂紋的長度、裂紋的影響區(qū)域、應(yīng)變花的尺寸、貼花區(qū)域及其尺寸大小和對應(yīng)變花布置間隔的要求等綜合因素來布置。

測量結(jié)果分析

根據(jù)*后的殘余應(yīng)力報告，我們可以看到以下幾點：切割法測得的缸蓋殘余應(yīng)力分布主要是上壓下拉，即壓應(yīng)力是油管的主要部分，拉應(yīng)力是下缸體上表面的主要部分，這是影響缸蓋裂紋的*重要原因。

以上就是發(fā)動機缸蓋殘余應(yīng)力測量的分析過程，如果您還想了解更多信息，可直接聯(lián)系聚航科技，我們歡迎您的咨詢！咨詢熱線：025-84312185