过渡圆角对曲轴疲劳强度的影响

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1、第40卷第8期山西建筑Vo1．40No．8Mal-．2014·248·2014年3月SHANXIARCHII1ECI'URE文章编号：1009．6825(2014)08—0248-02过渡圆角对曲轴疲劳强度的影响贺文军(山西路桥第～工程有限责任公司，山西太原030006)摘要：对发动机中的曲轴作了简要阐述，对曲轴表面淬火及残余应力进行了分析，在此基础上研究了淬火残余应力对曲轴强度的影响，以确保发动机工作的可靠性。关键词：曲轴，残余应力，疲劳强度，影响中图分类号：TU607文献标识码：A表面越远，压应力越小，达到某一距离时，

2、压应力为零，进而转为1概述拉应力。拉应力先是增大，然后逐渐减小，中间出现极大值。曲轴是发动机中最主要的运动件、受力件。其可靠性的高低2．4残余应力对静载荷强度、金属抗应力腐蚀性能、疲对发动机的正常运作有决定性的影响。其功用是把活塞连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系和发动机的配气劳强度的影响机构以及其他辅助装置。因此发动机工作的可靠性与曲轴的疲残余应力中的微观应力对材料强度起直接影响，并且是间接劳强度密切相关，很多时候往往由于曲轴的破坏，而导致整台发性的。材料受静载荷时，残余应力被看作是一个预加载荷叠加在动机的

3、损坏报废。外载荷上，它对材料的静强度产出决定材料的塑性变形。当构件曲轴的加工过程共40多道工序，其中有切削加工、高频淬或材料所受应力不是严重集中时，只要其具有良好的塑性变形能火、清洗、动平衡及修正、压键、加热、压入齿轮、质量中心孔测定、力，则残余应力对静载荷强度影响很小。但是如果材料某些条件油孔贯通检查、连杆轴颈检测等。其中淬火是一个相当重要的环下处于脆性状态，加载中构件或材料未产生足够的塑性变形，此时节，它能提高钢件的力学性能，诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳静载荷对构件或材料会产生很大的影响，达到极限后最终破坏。极限等

4、，也能改善某些特殊钢的物理性能和化学性能，如增强磁当材料处于静载荷的作用下，同时又与腐蚀介质相接触，在钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。但同时表面淬火能使曲轴这种情况下材料经过一定时间后，就会产生裂纹，随后扩展到整产生残余应力，其大小和分布对材料的机械性能均有影响，并成个断面以致破坏，这称为应力腐蚀开裂。这种现象是由多个特定为各种缺陷的原因。研究淬火残余应力对曲轴弯曲疲劳强度的条件引起的。影响是必要的也是必须的。残余应力对材料疲劳性能的影响最大。当压缩残余应力作2曲轴表面淬火和残余应力用于受到交变应力的构件存在时，它的疲劳

5、强度会升高，而当拉伸残余应力作用于构件时，它的疲劳强度会降低。因条件和环境2．1曲轴表面淬火的不同，残余应力对疲劳强度的影响是非常复杂的。第一疲劳强曲轴形状复杂，应力集中相当严重，特别在曲柄销至曲柄臂、度与残余应力的分布和大小、材料的弹性以及外载荷的状态等相主轴颈至曲柄臂的圆角过渡区、润滑油孔附近以及加工粗糙部分关，第二疲劳强度与残余应力的产生有关。应力集中现象尤为突出。疲劳裂纹的发源地几乎全部产生于应力集中最严重的过渡圆角和油孔处。长期实践证明，只要设计得3淬火残余应力对曲轴强度的影响当，采用适当的工艺措施，并避免严重的

6、扭转共振，轴颈油孔处的3．1概述疲劳损坏可以降到很低程度，因此可以不考虑油孔处的疲劳曲轴的失效形式主要为典型的疲劳断裂，绝大多数断裂在中破坏。间几个轴颈上，而且疲劳裂纹绝大多数萌生于主轴颈、连杆颈轴2．2残余应力的产生原因与曲柄的过渡圆角处，沿其呈45。方向扩展因此提高曲轴寿命应残余应力的产生是一个由构建某部分变形回复受到约束而从研究曲轴疲劳强度人手。产生的，局部不均匀塑性变形的出现是产生残余应力的普遍大量工程实践表明，在交变应力长期作用下，不论是由脆性原因。材料还是塑性材料构成的构件，即使其最大工作应力低于材料的2．3残

7、余应力分布强度极限，甚至低于屈服极限，也会在没有明显塑性变形的情况零件整体淬火后的残余应力分布是随机的，要根据具体零件下突然断裂破环。由于这种破坏经常发生在构件长期运转后，最结构、材料的淬透性等因素做具体分析。当零件处于整体淬透状初人们曾误认为这是由于材料“疲劳”所致，故称为疲劳破坏，所态时，表面先发生马氏体相变，使表层变硬；随后的冷却中，心部以提高构件的疲劳强度应从下列几方面考虑：发生马氏体相变使体积发生膨胀，导致表面形成残余拉应力，一首先，要合理设计构件的形状，降低有效应力集中因素，为了般在这种情况下，零件的残余应力分

8、布以组织应力的形式存在。减缓截面突变处的应力集中，在可能的情况下过渡圆角应尽可能而对于低淬透性材料制作的零件，淬火时由于心部不发生马氏体大一些。相变，因而零件的残余应力状态可以是组织应力形态也可以是热其次，提高表面光洁度，降低表层应力集中，可以提高构件的应力形态，应视淬硬层的相对厚度而定，对于表面淬火的