通过以上一系列的研究工作,正航仪器收集整理,从中,本文得到以下结论:
1、在曲轴转速分别为2600r/min、2400r/min、2000r/min、1600r/min,1400r/min时,稳态仿真两个工作循环,曲轴旋转四周,分别得连杆颈负荷、主轴颈负荷、飞轮前、后端扭矩等仿真结果,并同主轴颈与轴承座之间是刚性支承和弹性支撑时的仿真结果进行了对比分析,表明支承条件不同,计算结果会有较大差异,弹性支撑更符合实际。
2、有限元计算结果表明发动机工作过程中曲轴第3拐连杆颈上油孔附近应力集中最大,其维氏应力最大值为208MPa。只有单拐模型计算值的1/2。这是由于曲轴约束载荷计算比较准确,且考虑相邻缸点火的影响导致应力计算值降低。
3、基体材料为48MnV具有3Cr13电弧喷涂层的在轴向载荷下的疲劳性能有相当程度的降低。涂层越厚,疲劳性能越差,疲劳极限越低。涂层厚度为0.1mm,0.2mm和0.3mm的试样,疲劳极限分别降低了9%,11,8%和14%。疲劳性能降低的主要原因是涂层的结合强度较低,以及喷砂时残留的铝氧化物引起疲劳裂纹萌生。
4、曲轴再制造前后疲劳寿命计算以及曲轴疲劳试验结果说明传统的计算过于保守,这不但对曲轴的设计和优化有一定的意义,也说明再制造发动机时直接利用曲轴、采用“减材料”或“加材料”即电弧喷涂3Cr13的方式,其寿命是可靠的,足以维持下一个生命周期。
5、经500小时冷热冲击可靠性试验后和1000小时和3000小时可靠性循环试验后的试样较少,试验结果可能会有偏差,但是其变化趋势很清楚。极限弯矩和安全系数随曲轴台架强化试验的时间有所减小,即台架试验时间越长,单拐试验得到的极限弯矩和安全系数越小,但变化量很小。因为1000小时曲轴台架强化试验相当于曲轴的一个生命周期,所以本文试验的结果表明,曲轴疲劳寿命最少可以维持三个生命周期,即理论上可以再制造三次以上。这和理论计算的结果相吻合,表明再制造疲劳寿命模型和寿命预测的正确性。
6、本文提出了一种产品可再制造性模型和评价方法,并通过对发动机可再制造性的评价验证了该模型的有效性和实用性。但是该评价模型具有一定的局限性。
(1)它只适合于产品设计具体化以后,即产品的零件数要已知;
(2)模型是在目前常用的生产条件下发展的,不适合相差比较大的生产条件。
说了这么多,关于再制造汽车发动机曲轴实验相关总结,以下正航仪器再为您介绍其中主要创新点:
1、提出了基于有限元的再制造产品疲劳寿命评估方法和模型。首次利用动态仿真结果作为力边界条件,考虑弹性支撑和相邻曲拐的相互影响,建立了一个精确的曲轴有限元模型,并通过再制造曲轴剩余寿命计算和试验验证,从理论和试验上验证汽车发动机曲轴大量用来再制造其疲劳寿命是足够维持下一个生命周期的事实。这种再制造零件剩余疲劳寿命预测方法和模型具有典型的示范意义。
2、通过试验首次对带有3Cr13电弧喷涂涂层曲轴材料48MnV的疲劳行为进行了研究,揭示了该工艺修复曲轴疲劳寿命有所下降的现象。
3、初步建立了可再制造性的评价方法和模型,并通过对桑塔纳2000发动机的可再制造性分析,验证了模型的正确性和实效性。
总之,为了使评估产品可再制造性达到工程实用要求,除了在理论上,即利用本文提出的可再制造性评估模型评估可再制造在技术上、经济上和环境性的可行性,还要通过安全可靠性评估以及可靠性试验评估产品是否适合可再制造,最后得到适合再制造的产品及零件数据库,数据库反过来又可以辅助评估相似产品或零件是否适合再制造。(本文来源:正航仪器)http://www.zhenghangsy.net