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曲轴工作时,轴颈主要受扭转,曲柄臂主要受弯曲

来源:www.cqquli.com 发布时间:2020年07月24日
    一根品质优良的发动机曲轴,在一切正常应用下其使用寿命应是较长的。但假如生产制造加工工艺上存有缺点或应用检修不善,通常会导致发动机曲轴破裂常见故障的出现。
    曲轴常见的断裂形式,是在轴颈圆角处发生双向弯曲疲劳,致使连杆轴颈圆角处与曲轴壁连接部分发生断裂。即是曲轴发生在该部位折断的一个实例。断裂后的断口,示具有明显的疲劳破坏逐渐发展的白亮特征。
    曲轴的受力情况十分复杂,它承受着气体爆发力、运动件的惯性力,各种振动以及与机体轴承等约束情况有关的反作用力,与被带动装置的反作用力等。
    曲轴工作时,轴颈主要受扭转,曲柄臂主要受弯曲。这些载荷是周期性变化的,,近似地可看作脉动循环载荷。当曲柄处于上止点附近承受较大爆发压力时,曲柄臂承受较大弯矩,使曲柄臂与轴颈过渡圆角处产生很大的应力。当此应力超过曲轴的疲劳极限时,即会导致弯曲疲劳裂纹的出现.这是因为在这些位置抵抗弯矩的断面面积小,而该处恰恰又承受了较大弯矩形成的应力峰。
    由于连杆轴颈比主轴颈细,所以连杆轴颈圆角过渡处相对刚性较差,疲劳源更易在连杆轴颈圆角过渡处首先发生.当一侧发生疲劳源后,随着疲劳区的扩展,在对侧轴颈圆角处便承受了更大的应力.
    由于应力集中急剧增加,当应力超过疲劳极限时,便会产生次生疲劳源,并不断扩展.通常裂纹是在运转中逐渐扩展的,到达一定时候才会突然折断。
    在折断面上观察时,常会发现暗褐色部分,这虽然是旧裂纹。光泽发亮的组织,才是发展到后来突然折断的痕迹。

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