一種發(fā)動機缸蓋單工序加工工藝及其夾具設計【含16張CAD圖】
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附錄 1：外文翻譯本文介紹并討論了 LCF的校準方法和結果。生活預測-經(jīng)驗壓力-bsed medel。MEDEL WSS 采用了 TES塞姆托島鋁滑輪柴油機氣缸蓋。由 AlSi9Cu1公司制造，調查機械安裝試樣，使不同距離的層發(fā)生變化，評估的結果是，預報用 s確定值擬合了實驗數(shù)據(jù)趨勢。 相比較，F(xiàn)REM 0.75 -0.98，這一數(shù)值要高得多，此外，所有的救生圈都是軸上的。 。未來的發(fā)展本文的研究將進一步探討溫度的變化。 在此基礎上，對其熱機械疲勞(TMF)壽命評估方法進行了研究。基于能量的方法。在低溫下，純疲勞機制控制疲勞壽命，而蠕變和氧化效應影響疲勞壽命。Chaboche 模型 OWS 方法較好地反映了平均應力對疲勞壽命的影響，并正確預測了其在鋁合金試件上成功應用后的剩余壽命。(BMC)模型是目前應用最廣泛的一種模型.由于 bmc模型的簡單適用性，許多研究人員對 bmc模型進行了研究。 t 在第一次試驗中，通過一個相對有限的實驗運動，估算室溫和等溫 lcf加載條件下試樣的剩余壽命(Neu 和 Se)。 損傷是通過處理施加在其上的總應變來計算的。 試樣，沒有考慮氧化的貢獻。對于低溫和等溫條件，NS模型和 BMC模型采用相同的壽命估算方程。在調查中 文獻對模型可靠性的定量驗證是有限的。缸蓋是內燃機的重要組成部分。由于其復雜的幾何形狀，氣缸蓋是由一次鑄造(高性能和柴油發(fā)動機)，二次(汽油發(fā)動機)鋁合金和鑄鐵(工業(yè)發(fā)動機)。在壽命預測方面，由于材料性能的變化，氣缸蓋表現(xiàn)出進一步的復雜性。 在體積上，由于復雜的組分幾何形狀以及凝固和冷卻階段的鑄造。事實上，在充模和冷卻過程中，零件會受到強烈且不均勻的熱影響。 梯度，這反過來導致形成不同的內部晶體結構，以及不均勻的殘余應變和應力場。根據(jù)氣缸蓋內的位置 材料的力學性能和抗疲勞性能也不同。最后但并非最不重要的是，文獻中的損傷模型主要是針對鋼的，這一事實可能會給鋁構件壽命估算結果帶來進一步的不確定性。 目前的研究主要集中在鋁合金上，文獻中關于 LCF行為的文獻報道不多。主要目的是分析初生 AlSi9Cu1鋁合金缸蓋的力學和等溫 LCF行為，并對其進行性能分析。 不同壽命評估模型應用于構件的性能比較。本文比較了兩種鋁囊腫等溫 LCF壽命預測的壽命評估模型。 正在調查中。特別是在離瓦斯面不同距離處對材料性能進行了表征，對每一層進行了 bmc模型的標定，并對其壽命進行了估算。 為每一層進行重組。對于一個新的基于經(jīng)驗應力的模型，也采用了同樣的方法。并將所得結果與壽命估計性能進行了比較。 并提出了一種有效的降低成本的方法，以評估氣缸蓋等復雜部件的 LCF等溫壽命。在目前的研究中，就 LCF制度而言， 對損傷的主要貢獻歸因于總應變的塑性部分，并且假定總的機械應變范圍控制 LCF疲勞機制(ASTME606)。因為 P 在等溫條件下進行了最新的實驗測試，其壽命預測關系不考慮熱應變分量。這里給出的參數(shù)的定義也可以在 ASTM E 1823中找到。根據(jù) ASTM E 606，在 bmc模型中，應變壽命關系被描述為兩個指數(shù) ff的線性和。 彈性和塑料名詞：(1)通過等溫疲勞試驗，可以對兩種零件分別進行模型標定。根據(jù)ASTME739(1998)的連續(xù)曲線，它近似于一般數(shù)據(jù)趨勢。 通過線性數(shù)據(jù)最小二乘法回歸，從離散數(shù)據(jù)分布中得到 N。該模型在 El HADARI（2011）中用于鋁合金，但沒有 M的驗證。 給出了估計壽命。能量法是材料本構描述的另一種選擇，通過直接適用性來估計部件壽命。模型參數(shù)由實際材料獲得 磁滯回線。研究人員成功地在鋁合金上應用了許多含能損傷模型(Song 等人(2011)、Azadi(2012)、Tabibian 等人(2012))。能量模型引入了 a s。 訓練能量密度參數(shù)通常與循環(huán)失效有關，利用指數(shù)關系。類似于 bmc模型所采用的方法，可以觀察到連續(xù)曲線。 將應變能密度和循環(huán)次數(shù)與失效聯(lián)系起來。在這些模型中，疲勞抗力可以表示為塑性應變能密度的函數(shù)，其中材料 用一元線性回歸分析可以得到常數(shù)參數(shù).根據(jù) Azadi(2013)中提出的模型，通過求和得到累積塑性應變能。 在整個疲勞循環(huán)中，每個循環(huán)的塑性應變能，并與循環(huán)次數(shù)和失效次數(shù)有關；材料參數(shù)可以通過經(jīng)驗的線性回歸來確定。 心理數(shù)據(jù)。根據(jù)這些模型，破壞的耗散塑性能是一個與加載條件有關的材料常數(shù)。它可以從中年應力和應變數(shù)據(jù)中得到。f Aatigue 損傷參數(shù)通過與 NF的指數(shù)關系與破壞循環(huán)次數(shù)有關，其中比例系數(shù)和指數(shù)是材料參數(shù)。 實驗數(shù)據(jù)的線性回歸方法。其結果是基于能量的準則與實驗疲勞壽命和計算的估計和本協(xié)議具有良好的一致性。 考慮到能量方法中的流體靜壓力而增加。為了建立一個更有效的損傷模型，可以將描述材料載荷狀態(tài)的物理量與另一個與疲勞抗力有關的量聯(lián)系起來。 提出：鋁壽命應力經(jīng)驗模型，專門用于鋁合金.這個經(jīng)驗模型指的是能量方法：耗散的能量與磁滯有關。 S 循環(huán)是與應力和應變有關的循環(huán)，并根據(jù) Skelton(1998)的假設，假設在循環(huán)疲勞載荷下，一個閾值被耗散以達到失效。應變控制 LLED 疲勞試驗，假定應力與耗散能量成正比，假設總耗散能量與最大周期應力所占的面積成正比。 相對于周期。根據(jù)Azadi(2012)在應變控制試驗過程中獲得的應力數(shù)據(jù)，對模型參數(shù)進行了標定，但同時考慮了總應力的影響。 從實驗數(shù)據(jù)看，彈性應變不僅可以引起損傷，而且可以減少由彈性和塑性應變及應力分裂引起的誤差。與 失效總耗散能 Walse被定義為循環(huán)中最大應力的積分，可以用離散求和來逼近：第一周期的最大標稱應力由傳感器測量。經(jīng)驗參數(shù) Walse 考慮了實際材料的硬化或軟化行為。實驗結果表明，總耗散能量與 PLAS 有關。 在文獻中，能量經(jīng)驗模型是指通過滯后循環(huán)測量的耗散能量。例如，Skelton(1998)說，材料在 lcf 下當耗散時失效。 ED 能量達到閾值。這種耗散能量可以計算為滯回循環(huán)面積與循環(huán)次數(shù)的累積。為了獲得閾值，應力和強度 需要不斷地獲取和計算 AIN 數(shù)據(jù)。如果加載條件發(fā)生變化，則需要一個新的完整測試運動來估計該材料參數(shù)。在 ALSE 模型中，關鍵的 PAR 壽命估算參數(shù)是一種等效應力，用[MPa]表示，這意味著材料的循環(huán)本構行為，在很少的 LCF試驗中可以通過簡單的測量得到。部分由 AlSi9Cu1 初生合金制成的工業(yè)氣缸蓋被切割成 10 片 10 mm 厚，平行于氣體表面( 圖 1)，并從這些切片中獲得了試樣。標本蓋 為了從每個氣缸蓋層中提取出盡可能多的樣本，至少選擇了 6 個。對于從同一層中提取的所有樣品，力學性能相同。假設，試樣尺寸、幾何形狀和統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理程序分別符合ASTM E 606 和 ASTM E 739 標準。在每一層上，完成了三組實驗。 雷德。第一組的目的是從氣缸蓋的氣體表面獲得不同距離的材料力學性能(硬度測量，單調拉伸測試，顯微圖像 ch)。 )第二套是對壽命模型進行標定。最后一組驗證了模型的壽命估計。對于這兩個測試裝置，室溫下測試 WA。 在不同應變水平和應變比 R=-1 下進行應變控制的 LCF 測試。必須指出，在關于這類成分的實驗報告中( 即 Tabibian 等人) 試樣是在一般位置獲得的，因此沒有考慮到成分的性質和 LCF 行為的變化。測試的樣本數(shù)目是根據(jù)以下條件選擇的。 對于 ASTM E 739，即應變- 壽命評估；在其他基于能量的壽命模型中，使用了相同數(shù)量的樣本。對于研究活動，置信區(qū)間為 95%，最小為 平均復制率為 33%，每層至少需要 6 個標本。通過兩次重復(復制率為 50%)選擇了 3 個不同的菌株水平，并提取了 60 份標本。雷伊 當復雜幾何條件允許獲得小于 6 個樣本時，根據(jù)標準不可能進行模型標定。在獲得 6 個以上樣本的層上， 模型驗證采用丁型模型。全反向 R=-1 lcf 試驗在機械應變控制中進行，測試頻率為 5Hz，總應變幅值不同。該試驗機是一臺裝有 100 kN 負荷傳感器和液壓夾持器的 INSTRON 8801 疲勞試驗機。硬度測量是用伽利略 A2 獲得的。試驗結果：表 1 報告了不同氣缸蓋切割層的平均晶粒尺寸。單調拉伸特性使我們可以獲得平均力學性能(圖 2(A)和(B)) 。 作為例子，整個實驗 LCF 計劃報告在表 1和相應的測試結果。塑性應變幅值是根據(jù)力學和彈性的差來計算的。 應變幅值，用相應的應力與彈性模量的比值計算彈性應變。通過實驗數(shù)據(jù)回歸，可以計算出疲勞延性系數(shù)和疲勞延性指數(shù)。在表 2 中，報告了校準參數(shù)的摘要。結果 ar E 在圖 3（a）和（b）中分別與層 3 和 7 相關，根據(jù)相應的確定系數(shù)，它們是最好和最差的擬合。材料參數(shù)顯示 TR 端面與與氣缸蓋的氣缸蓋表面距離有關的其他力學性能相當。與 MC 模型驗證相關的結果見表 3。百分比差 在室溫下 AlSi9Cu1 氣缸蓋 LCF 壽命的實驗值與預測的失效循環(huán)次數(shù)之間的關系在 29%~83%之間。對于 ALSE 模型校準和驗證的問題，數(shù)據(jù)擬合是每層執(zhí)行的，并且可以用范圍從以下的確定系數(shù)來近似數(shù)據(jù)趨勢。 0.75 至 0.98，見表 2。還可以注意到，壽命估計的關鍵參數(shù) Amax 似乎不那么依賴于材料的性質，而不是應力條件。終止期 與 WASLE 參數(shù)模型相關的系數(shù)在整體上比 bmc 校準得到的系數(shù)要高，表明校準變量之間存在較好的擬合關系和實驗數(shù)據(jù)。結果如圖 4 所示，對于第7 層和第 10 層，根據(jù)相應的確定系數(shù)，這是最好的和最差的擬合。本文對兩種 LCF 模型進行了標定和實現(xiàn)，并以某商業(yè)鋁合金氣缸蓋不同層試件為例進行了驗證。估計值的比較 生命周期表明，在等溫條件下，用一種新的能量模型得到的估計值比 BMC 估計值更接近實際試件的持續(xù)時間。 BMC 模型 標準，遵循實驗數(shù)據(jù)的冪律的確定系數(shù)低于 ALSE 模型，后者遵循指數(shù)規(guī)律的更好的近似。正確估計剩余壽命 在實際構件中，ALSE 模型需要參數(shù) Amax，即加載周期中的最大應力層。要么是模型中最大等效單軸應變值，要么是 可以采用整個應變場的最高應變值來估計 Walse 參數(shù)，這取決于二者之間的最高應變值。借助最大應力歷史，EST 可以得到循環(huán)次數(shù)到故障的模擬結果。最后，ALSE 模型的壽命預測能力與實驗周期相比，在實驗周期數(shù)上與實驗結果相比有較低的差異。 f BMC 模型。這可以被認為是一個有希望的結果，一個新的生活模式，必須進一步發(fā)展。附錄 2：外文原文