【作者】

Takehiro Noda，Keiichi Jikumi，Shinya Fukuyoshi，Kats

【摘要】

注：版权归CIMAC所有 柴油机连杆的大端通常采用斜切口结构，因为它适合于柴油机的维修和小型化。我们现在正在进行开发测试，以生产下一代基于这种结构连杆的高输出发动机。但在高输出功率发动机试验过程中，发现在连杆螺栓根部产生应力集中进而引起疲劳断裂。然而，我们注意到，在造成损伤之前，载荷循环已经超过1000万次，而且内部螺纹设计确保了足够的疲劳安全系数来抵御这种外力。鉴于此，我们的结论是，在初始操作阶段，疲劳强度的设计没有问题。我们认为，发动机长期运行后，存在一些诱发疲劳断裂的因素。通过显微镜观察发现，损伤区附近的螺纹面已经磨损到改变螺纹根部应力分布的程度。这是导致发动机长期运行后疲劳断裂的主要因素。为了阐明磨损时上述连杆螺栓周围的应力变化情况，我们进行了数值分析。结果发现，对于斜切口连杆在施加气缸压力时，裂纹起始点附近内螺纹啮合区域的滑移量最大，且该区域容易产生高压。因此,当施加气缸压力时，摩擦损失能量最大，磨损过程在这段时间内进展最快。同时用摩擦损失能量分布情况解释试样的磨损分布趋势。本文研究了斜切口连杆的内螺纹损伤过程，这种损伤机理对其他承受相似载荷和工况的发动机零部件的损伤评估具有一定的借鉴意义，可为下一代高输出发动机的研制提供参考。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

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