缸蓋冷熱沖擊低周疲勞分析

目前，發(fā)動機的發(fā)展趨勢是小排量高功率小型化，在這種趨勢下，對發(fā)動機零部件的強度要求越來越高。一些強度問題隨著發(fā)動機性能的提高也逐漸地顯現(xiàn)出來。發(fā)動機缸蓋的低周疲勞問題就是一個典型的例子，以前在發(fā)動機設計過程中，并不太關注發(fā)動機缸蓋的低周疲勞問題。

因為普通的增壓汽油機的熱負荷還沒有導致發(fā)動機缸蓋的低周熱疲勞。但由于缸內(nèi)直噴技術的使用，導致發(fā)動機的熱負荷急增，這就帶來了發(fā)動機缸蓋低周疲勞問題，如果設計不合理，會在發(fā)動機冷熱沖擊試驗中出現(xiàn)破壞。所以在設計增壓直噴汽油機時，提前預測發(fā)動機缸蓋強度是否滿足設計要求至關重要。在此，筆者重點描述通過CAE的方法在設計初期進行預測發(fā)動機缸蓋是否能承受發(fā)動機的冷熱沖擊試驗，并且經(jīng)過冷熱沖擊試驗，來驗證該方法的可行性。

熱機疲勞的機理是：由于熱負荷的存在導致發(fā)動機零部件材料受熱膨脹，使其產(chǎn)生內(nèi)應力，同時隨溫度變化而變化的材料特性，又會導致材料在熱負荷的作用下發(fā)生塑性形變，如果進行冷熱沖擊，其塑性形變就會發(fā)生反復的變化，最終導致材料發(fā)生低周疲勞破壞。在汽車實際的運行工況中，每天都會出現(xiàn)從冷機狀態(tài)到熱機狀態(tài)，再由熱機狀態(tài)回到冷機的狀態(tài)。這種反復的冷熱沖擊工況，必須要求發(fā)動機滿足設計要求。所以在設計初期就需要進行預測，否則在冷熱沖擊試驗的條件下出現(xiàn)問題會大大延長發(fā)動機的開發(fā)周期。如何預測就需要一定的理論依據(jù)，本研究依據(jù)Sehitogl公式預測發(fā)動機缸蓋低周疲勞問題。http://www.cjzyw.com