高强度连杆螺栓的疲劳寿命分析

《高强度连杆螺栓的疲劳寿命分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第5期南京林业大学学报(自然科学版)Vo1．29，No．52005年9月JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition)Sept·，2005高强度连杆螺栓的疲劳寿命分析田杰，商高高，周建兵。，朱云明。(1．南京林业大学机械电子工程学院，江苏南京210037；2．江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013；3．南京跃进汽车集团，江苏南京211100)摘要：针对SOFIM发动机连杆螺栓出现的早期疲劳断裂现象，建立了连杆

2、螺栓的有限元模型，利用有限元方法进行了该连杆螺栓的疲劳寿命分析，并与疲劳试验进行了对比。结果表明，该连杆螺栓杆部与头部的过渡圆弧处容易产生应力集中，造成其疲劳断裂。为此，提出了局部滚压的改进方法，经有限元分析，该改进措施可有效提高连杆螺栓的疲劳寿命。关键词：高强度连杆螺栓；疲劳寿命；有限元分析中图分类号：TH133．5文献标识码：A文章编号：1000—2006(2005)05—0077—03FatigueLifeAnalysisoftheHighStrengthConnectingRodBoltTIANJie～，SHANGGao—gao。，Z

3、HOUJian—bin，ZHUYun—ming(1．CollegeofElectronicandMechanicalEngineeringNanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China；2．SchoolofAutomobileandTransp0rtati0nEngineeringUniversityofJiangsu，Zhenjiang212013，China；3．NanjingYuejinMotorGroupLtd．，Nanjing211100，China)Abstract：Earlierfat

4、iguefailurephenomenonofSOFIMengineconnectingrodboltisconcen—tred．Afterafiniteelementmodelwasestablished。afiniteelementanalysisandafatiguetestwerecarriedout．Thecomparingresultshowedthatthearctransitionareabetweenrodandheadwaseasytoproducestressconcentrationwhichresultsinfati

5、guefailure．Inordertosolvethisproblem，aextendingfatiguelife’Smethodbyrollingmeanswasputforward．Thefiniteelementanalysisshowedthatthemethodwasreasonableandpracticable．Keywords：Highstrengthconnectingrodbolt；Fatiguelife；Finiteelementanalysis连杆螺栓是发动机乃至整个汽车中最重要、强度要求最高的螺栓之一，而其工作环境

6、恶劣，承受交变载荷的作用，一直处于疲劳应力状态。由于其尺寸受到限制，若设计或加工处理不好，极易产生严重的应力集中，导致出现疲劳裂纹乃至断裂。因此，除一般的机械性能要求，还对其抗疲劳性能有较高的要求。事实上，在对SOFIM连杆螺栓进行疲劳试验时，就出现了仅循环近10。次就断裂的现象，而其疲劳寿命要求的循环次数为5×10。次。笔者针对该连杆螺栓出现的早期疲劳断裂问题，利用有限元分析软件ANSYS进行疲劳分析，并在此基础上，提出改进方法，以期能解决实际生产问题，切实有效地提高连杆螺栓的疲劳强度。疲劳强度试验方法试验按EQY一261—97《汽车螺纹紧

7、固件轴向载荷疲劳试验方法》在PLG一200B高频拉压疲劳试验机上进行。试件为SOFIM连杆螺栓实物。试验的平均载荷为11．55kN；交变载荷是幅值为9．45kN，频率为200Hz的正弦波。当试件达到破坏极限或试验循环次数达到要求的5×10。次时停止试验。收稿日期：2004—09—01修回日期：2005—06—20作者简介：田杰(1971一)，女，讲师，江苏大学车辆工程专业博士生，主要从事汽车设计CAD／CAE的研究。维普资讯http://www.cqvip.com南京林业大学学报(自然科学版)第29卷第5期2结果与分析2．1疲劳试验12．9级

8、SOFIM连杆螺栓的疲劳试验结果如表1所示。从表1可见，在2O个试件中，合格的仅2个，断裂的有18个，断裂部位均发生在连杆螺栓杆部与头部的过渡圆弧处。表1疲劳试验结