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发动机缸盖残余应力测量分析实验

分类:残余应力检测    关键词:残余应力测量

在金属构件制造中,经过各种加工工艺和热处理工艺,外力或温度变化而引起的构件塑性变形是产生残余应力的主要原因。残余应力的存在,使得构件在工作中承受工作载荷和残余应力的交互作用,严重影响了结构的静载强度、疲劳强度、屈服强度等。此外,残余应力还会导致结构产生变形、应力腐蚀开裂、脆性断裂等严重后果。

发动机缸盖是安装在缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触,且为了保证密封效果,还必须承受较大的螺栓预紧力。在这种大热应力和大机械应力的工况下,缸盖开裂是产生缸盖失效的主要形式。缸盖内残余应力的存在是裂纹产生原因中一个不可忽视的因素。

某生产厂家新生产了3组发动机铝合金缸盖,每组缸盖有3个试制品,3组缸盖整体结构基本相同,局部结果和尺寸各有差异;热处理过程相同,淬火温度稍有不同。加工完成后的3组缸盖在环境试验中出现局部开裂现象,均达不到设计要求,且在磁粉探伤中发现裂纹基本分布在缸盖通油管下的缸体上表面或表面附近。生产厂家希望通过测量3组发动机铝合金缸盖的残余应力,分析研究出残余应力对裂纹部位的影响,找出缸盖主要缺陷点,为后续改进该产品提供数据和建议。

实验方法及所需仪器

南京聚航询问具体情况后,决定采用切割法检测发动机缸盖的残余应力,测试仪器采用JHYC-50静态应变测量分析系统,是由JHYC静态应变仪和笔记本安装静态应变仪软件组合而成。能够自动实时计算、记录残余应力释放曲线,并生产残余应力报告。

测点位置选择原则

在裂纹及相关区域内,应根据裂纹的长度、裂纹的影响区域、应变花的尺寸、贴花区域及其尺寸大小和对应变花布置间隔的要求等综合因素来布置。

测量结果分析

根据最后的残余应力报告,我们可以看到以下几点:切割法测得的缸盖残余应力分布主要是上压下拉,即压应力是油管的主要部分,拉应力是下缸体上表面的主要部分,这是影响缸盖裂纹的最重要原因。

以上就是发动机缸盖残余应力测量的分析过程,如果您还想了解更多信息,可直接联系聚航科技,我们欢迎您的咨询!咨询热线:025-84312185


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