论文铝硅合金活塞的机械疲劳可靠性对发动机寿命的影响是关于对不知道怎么写铝硅合金活塞论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文铝硅合金活塞论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
摘 要：本文针对铝硅合金活塞机械疲劳可靠性的重要性进行了分析,并对活塞机械疲劳可靠性对发动机使用寿命的影响提出了通过构建寿命预测模型进行相关研究的方法,旨在更有效地发现铝硅合金活塞的机械疲劳可靠性对发动机使用寿命影响的规律,并以此为研究方向进一步提高对铝硅合金活塞结构的设计优化,降低活塞的机械疲劳,从而使发动机的使用寿命做到到更有效的延长.
Abstract： This paper analyzes the importance of the piston mechanical fatigue reliability of Al Si alloy, and puts forward the method of related research by constructing life prediction model aiming at the influence of the piston mechanical fatigue reliability on service life of the engine, so as to more effectively find the rule of effects of mechanical fatigue reliability of aluminum silicon alloy piston on engine life. And it takes this as the research direction to further improve the aluminum silicon alloy piston structure design optimization, reduce the piston mechanical fatigue, so as to more effectively extend the engine service life.
關键词：铝硅合金活塞；机械疲劳可靠性；发动机寿命
Key words： Al Si alloy piston；mechanical fatigue reliability；engine life
中图分类号：TK441 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）34-0118-030 引言
自一百多年前被发明至今,发动机在工业、农业、交通等各个领域都做到到了广泛应用,为人类的发展起到了重要的推动作用.随着科学技术的快速发展,近年来发动机在设计、制造以及材质的优化方面都取做到了较大的进步,但提高发动机的机械效率和使用寿命的相关研究从未停止.影响发动机寿命的重要因素常常出现在机械部件的疲劳破坏方面,这一类问题具有较强的隐蔽性和突发性,问题的发生常常没有明显征兆,但对发动机的负面影响却非常大.其中,尤其以发动机结构中的活塞结构的机械疲劳可靠性对于发动机的可靠性影响最大.目前,发动机活塞的制作材料主要以铝硅合金为主.近年来,发动机在日趋严竣的高温高压工作条件下工作的情况越来越多,而高温、高压、磨损腐蚀等恶劣的工作条件是对发动机可靠性最大的威胁.在这种工作环境中铝硅合金材质的活塞因其密度小、传热系数好的特质对于提高发动机寿命起到了做到要的作用,因此长期以来一直是发动机活塞制造的首选材料.随着市场对发动机可靠性和使用寿命的严格要求,提高活塞的机械疲劳可靠性已成为做到要研究课题.虽然硅铝合金活塞在承载能力方面已达到了其疲劳极限,但通过结构优化,依然可以在控制生产成本、提高发动机机械效率和使用寿命方面发挥巨大作用.
1 铝硅合金活塞的机械疲劳可靠性的重要性分析
作为发动机的首要动力源零件,活塞在整个发动机结构中起着将热能转化为机械能的重要作用.通过活塞的往复非匀速直线运动,可以将发动机燃烧系统中由高温燃气爆发的热能转换为机械能,再由连杆和曲轴转化为旋转运动,使发动机能正常输出功率.在发动机的损伤中,活塞的故障损伤率往往是最高的,这与活塞长期处于负荷过大且恶劣的工作环境有密切关系.高温、高压、磨损、腐蚀的工作环境使做到活塞出现机械疲劳的机理显做到非常复杂.金属原子产生位错、微观裂纹的萌生、工程裂纹的扩展,都会造成活塞的机械疲劳性破坏,出现断裂,从而影响到活塞的可靠性.而造成活塞裂纹出现的原因较多,铝硅合金的强度、几何形状结构、活塞表面的粗糙度、承受载荷性质以及内部组织的微观缺陷、工作环境中的腐蚀介质等,都会引发活塞的裂纹.这些因素涉及到的领域非常广泛,包括金属材料学、冶金学、物理、化学、力学等,因此,针对活塞可靠性对发动机使用寿命的影响虽然长期以来都受到了相关研究人员的重视,并投入了大量的人力、物力、精力,但依然存在许多急待解决的理论和实际问题.
2 铝硅合金活塞机械疲劳寿命预测模型
不同的情况对于发动机活塞形成的破坏差别很大,目前的能量准则在描述热和机械复杂载载荷下的工作过程方面还存在较大的欠缺.在针对铝硅合金活塞机械疲劳寿命预测方面,经较实用的还是应用、应变类的准则.应变类准则的适用性更广,而应力准则在高循环疲劳的预测上更有优势.
在采用应变类准则时,首先需要明确活塞在循环载荷下的弹性、塑性应变范围.在相关的预测模型中材料的软硬化问题可以忽略,通过直接采用材料的循环应力应变曲线,利用弹塑性有限元计算最大载荷下发动机活塞的弹性、塑性应变,再以材料本身的工作、变形特点,可以确立合理的假设,从而做到到反映实际低循环载荷下的疲劳破坏应力应变曲线.基于这一理论建立发动机活塞的疲劳寿命计算模型,能够做到到多种因素对发动机使用寿命的影响,包括平均应力应变、高频脉动载荷、高温蠕变等.该模型中,最基础的预估寿命的公式为：
Δεp等于ΔεfN
公式中Δεp表示塑性应变范围.在高温工作环境下,塑性变形的情况并不稳定,在大于104的寿命范围内,弹性、塑性应变范围的数量级是相当的,可采用考虑弹性项影响的准则,做到到公式：
总结:该文是关于铝硅合金活塞论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
参考文献：
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