汽车零件
1.连杆

连杆是发动机中传递动力的重要零件,它主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷。因此,在设计连杆时应首先保证其具有足够的疲劳强度和结构刚度,显然为了增加连杆的强度和刚度不能简单地加大结构尺寸,因为增加连杆重量会使惯性力相应增加,所以连杆设计的一个重要要求是在尽可能轻巧的结构下保证足够的强度和刚度。连杆应力集中即最常发生失效的部位在靠近大头孔中心两侧转接圆角处。
以连杆疲劳安全系数为量的指标,为满足强度和刚度设计要求,且重量最轻的经济优化方案就是在对无论是锻造、铸造或粉末冶金连杆进行任何镗孔机加工前,先进行抛丸/喷丸强化,这样可以避免屏蔽孔穴增加的额外成本。强化前后都不需要对连杆做其他的预处理或后处理。
2.曲轴

通常情况下,曲轴所有的轴颈面变化转接圆角都需要进行抛丸/喷丸强化。这其中包括轴承轴颈和曲柄销。曲柄销轴承圆角是应力集中的地方,最大应力发生在曲柄销过渡圆角的底部,因为当发动机点火时,曲柄销位于上止点的位置。应力分析确定了曲柄销过渡圆角经常是裂纹的启裂部位,且向邻近的主轴承圆角扩展,直至造成整个曲轴的破坏性断裂失效。
大量的试验证明,无论是锻造中碳钢曲轴、铸钢曲轴还是球墨铸铁曲轴或奥贝球铁曲轴,抛丸/喷丸强化都是提高工件抗疲劳性能和延长使用寿命的有效方法。在发动机实际运行过程中,曲轴所承受的载荷主要是弯曲/扭转复合载荷,弯曲疲劳破坏是曲轴失效的最常见形式,而在发动机输出功率较大、曲轴承受扭矩较大的情况下,扭转疲劳破坏则成为主要失效形式。对某柴油发动机的曲轴试片进行疲劳比较试验,材料是Armco 17~10Ph不锈钢。试验结果发现,未经强化的曲轴和经抛丸/喷丸强化的曲轴,在经过10亿次的交变应力载荷作用后,测得的疲劳强度分别为293MPa和386MPa,这说明经过抛丸/喷丸强化,曲轴的疲劳强度提高了约30%。
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