一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋單工序加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)【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(zhǔn)方法和結(jié)果。生活預(yù)測(cè)-經(jīng)驗(yàn)壓力-bsed medel。MEDEL WSS 采用了 TES塞姆托島鋁滑輪柴油機(jī)氣缸蓋。由 AlSi9Cu1公司制造，調(diào)查機(jī)械安裝試樣，使不同距離的層發(fā)生變化，評(píng)估的結(jié)果是，預(yù)報(bào)用 s確定值擬合了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)。 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(jìn)一步探討溫度的變化。 在此基礎(chǔ)上，對(duì)其熱機(jī)械疲勞(TMF)壽命評(píng)估方法進(jìn)行了研究?；谀芰康姆椒āＴ诘蜏叵?，純疲勞機(jī)制控制疲勞壽命，而蠕變和氧化效應(yīng)影響疲勞壽命。Chaboche 模型 OWS 方法較好地反映了平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響，并正確預(yù)測(cè)了其在鋁合金試件上成功應(yīng)用后的剩余壽命。(BMC)模型是目前應(yīng)用最廣泛的一種模型.由于 bmc模型的簡(jiǎn)單適用性，許多研究人員對(duì) bmc模型進(jìn)行了研究。 t 在第一次試驗(yàn)中，通過一個(gè)相對(duì)有限的實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)，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(yīng)變來計(jì)算的。 試樣，沒有考慮氧化的貢獻(xiàn)。對(duì)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(diào)查中 文獻(xiàn)對(duì)模型可靠性的定量驗(yàn)證是有限的。缸蓋是內(nèi)燃機(jī)的重要組成部分。由于其復(fù)雜的幾何形狀，氣缸蓋是由一次鑄造(高性能和柴油發(fā)動(dòng)機(jī))，二次(汽油發(fā)動(dòng)機(jī))鋁合金和鑄鐵(工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī))。在壽命預(yù)測(cè)方面，由于材料性能的變化，氣缸蓋表現(xiàn)出進(jìn)一步的復(fù)雜性。 在體積上，由于復(fù)雜的組分幾何形狀以及凝固和冷卻階段的鑄造。事實(shí)上，在充模和冷卻過程中，零件會(huì)受到強(qiáng)烈且不均勻的熱影響。 梯度，這反過來導(dǎo)致形成不同的內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)，以及不均勻的殘余應(yīng)變和應(yīng)力場(chǎng)。根據(jù)氣缸蓋內(nèi)的位置 材料的力學(xué)性能和抗疲勞性能也不同。最后但并非最不重要的是，文獻(xiàn)中的損傷模型主要是針對(duì)鋼的，這一事實(shí)可能會(huì)給鋁構(gòu)件壽命估算結(jié)果帶來進(jìn)一步的不確定性。 目前的研究主要集中在鋁合金上，文獻(xiàn)中關(guān)于 LCF行為的文獻(xiàn)報(bào)道不多。主要目的是分析初生 AlSi9Cu1鋁合金缸蓋的力學(xué)和等溫 LCF行為，并對(duì)其進(jìn)行性能分析。 不同壽命評(píng)估模型應(yīng)用于構(gòu)件的性能比較。本文比較了兩種鋁囊腫等溫 LCF壽命預(yù)測(cè)的壽命評(píng)估模型。 正在調(diào)查中。特別是在離瓦斯面不同距離處對(duì)材料性能進(jìn)行了表征，對(duì)每一層進(jìn)行了 bmc模型的標(biāo)定，并對(duì)其壽命進(jìn)行了估算。 為每一層進(jìn)行重組。對(duì)于一個(gè)新的基于經(jīng)驗(yàn)應(yīng)力的模型，也采用了同樣的方法。并將所得結(jié)果與壽命估計(jì)性能進(jìn)行了比較。 并提出了一種有效的降低成本的方法，以評(píng)估氣缸蓋等復(fù)雜部件的 LCF等溫壽命。在目前的研究中，就 LCF制度而言， 對(duì)損傷的主要貢獻(xiàn)歸因于總應(yīng)變的塑性部分，并且假定總的機(jī)械應(yīng)變范圍控制 LCF疲勞機(jī)制(ASTME606)。因?yàn)?P 在等溫條件下進(jìn)行了最新的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，其壽命預(yù)測(cè)關(guān)系不考慮熱應(yīng)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(yīng)變壽命關(guān)系被描述為兩個(gè)指數(shù) ff的線性和。 彈性和塑料名詞：(1)通過等溫疲勞試驗(yàn)，可以對(duì)兩種零件分別進(jìn)行模型標(biāo)定。根據(jù)ASTME739(1998)的連續(xù)曲線，它近似于一般數(shù)據(jù)趨勢(shì)。 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(yàn)證。 給出了估計(jì)壽命。能量法是材料本構(gòu)描述的另一種選擇，通過直接適用性來估計(jì)部件壽命。模型參數(shù)由實(shí)際材料獲得 磁滯回線。研究人員成功地在鋁合金上應(yīng)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(xùn)練能量密度參數(shù)通常與循環(huán)失效有關(guān)，利用指數(shù)關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)變能。 在整個(gè)疲勞循環(huán)中，每個(gè)循環(huán)的塑性應(yīng)變能，并與循環(huán)次數(shù)和失效次數(shù)有關(guān)；材料參數(shù)可以通過經(jīng)驗(yàn)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(gè)與加載條件有關(guān)的材料常數(shù)。它可以從中年應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)中得到。f Aatigue 損傷參數(shù)通過與 NF的指數(shù)關(guān)系與破壞循環(huán)次數(shù)有關(guān)，其中比例系數(shù)和指數(shù)是材料參數(shù)。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的線性回歸方法。其結(jié)果是基于能量的準(zhǔn)則與實(shí)驗(yàn)疲勞壽命和計(jì)算的估計(jì)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(gè)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(gè)與疲勞抗力有關(guān)的量聯(lián)系起來。 提出：鋁壽命應(yīng)力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，專門用于鋁合金.這個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭傅氖悄芰糠椒ǎ汉纳⒌哪芰颗c磁滯有關(guān)。 S 循環(huán)是與應(yīng)力和應(yīng)變有關(guān)的循環(huán)，并根據(jù) Skelton(1998)的假設(shè)，假設(shè)在循環(huán)疲勞載荷下，一個(gè)閾值被耗散以達(dá)到失效。應(yīng)變控制 LLED 疲勞試驗(yàn)，假定應(yīng)力與耗散能量成正比，假設(shè)總耗散能量與最大周期應(yīng)力所占的面積成正比。 相對(duì)于周期。根據(jù)Azadi(2012)在應(yīng)變控制試驗(yàn)過程中獲得的應(yīng)力數(shù)據(jù)，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定，但同時(shí)考慮了總應(yīng)力的影響。 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，彈性應(yīng)變不僅可以引起損傷，而且可以減少由彈性和塑性應(yīng)變及應(yīng)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(yīng)力的積分，可以用離散求和來逼近：第一周期的最大標(biāo)稱應(yīng)力由傳感器測(cè)量。經(jīng)驗(yàn)參數(shù) Walse 考慮了實(shí)際材料的硬化或軟化行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，總耗散能量與 PLAS 有關(guān)。 在文獻(xiàn)中，能量經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪侵竿ㄟ^滯后循環(huán)測(cè)量的耗散能量。例如，Skelton(1998)說，材料在 lcf 下當(dāng)耗散時(shí)失效。 ED 能量達(dá)到閾值。這種耗散能量可以計(jì)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(yīng)力和強(qiáng)度 需要不斷地獲取和計(jì)算 AIN 數(shù)據(jù)。如果加載條件發(fā)生變化，則需要一個(gè)新的完整測(cè)試運(yùn)動(dòng)來估計(jì)該材料參數(shù)。在 ALSE 模型中，關(guān)鍵的 PAR 壽命估算參數(shù)是一種等效應(yīng)力，用[MPa]表示，這意味著材料的循環(huán)本構(gòu)行為，在很少的 LCF試驗(yàn)中可以通過簡(jiǎn)單的測(cè)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(biāo)本蓋 為了從每個(gè)氣缸蓋層中提取出盡可能多的樣本，至少選擇了 6 個(gè)。對(duì)于從同一層中提取的所有樣品，力學(xué)性能相同。假設(shè)，試樣尺寸、幾何形狀和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理程序分別符合ASTM E 606 和 ASTM E 739 標(biāo)準(zhǔn)。在每一層上，完成了三組實(shí)驗(yàn)。 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(xué)性能(硬度測(cè)量，單調(diào)拉伸測(cè)試，顯微圖像 ch)。 )第二套是對(duì)壽命模型進(jìn)行標(biāo)定。最后一組驗(yàn)證了模型的壽命估計(jì)。對(duì)于這兩個(gè)測(cè)試裝置，室溫下測(cè)試 WA。 在不同應(yīng)變水平和應(yīng)變比 R=-1 下進(jìn)行應(yīng)變控制的 LCF 測(cè)試。必須指出，在關(guān)于這類成分的實(shí)驗(yàn)報(bào)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(zhì)和 LCF 行為的變化。測(cè)試的樣本數(shù)目是根據(jù)以下條件選擇的。 對(duì)于 ASTM E 739，即應(yīng)變- 壽命評(píng)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(duì)于研究活動(dòng)，置信區(qū)間為 95%，最小為 平均復(fù)制率為 33%，每層至少需要 6 個(gè)標(biāo)本。通過兩次重復(fù)(復(fù)制率為 50%)選擇了 3 個(gè)不同的菌株水平，并提取了 60 份標(biāo)本。雷伊 當(dāng)復(fù)雜幾何條件允許獲得小于 6 個(gè)樣本時(shí)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不可能進(jìn)行模型標(biāo)定。在獲得 6 個(gè)以上樣本的層上， 模型驗(yàn)證采用丁型模型。全反向 R=-1 lcf 試驗(yàn)在機(jī)械應(yīng)變控制中進(jìn)行，測(cè)試頻率為 5Hz，總應(yīng)變幅值不同。該試驗(yàn)機(jī)是一臺(tái)裝有 100 kN 負(fù)荷傳感器和液壓夾持器的 INSTRON 8801 疲勞試驗(yàn)機(jī)。硬度測(cè)量是用伽利略 A2 獲得的。試驗(yàn)結(jié)果：表 1 報(bào)告了不同氣缸蓋切割層的平均晶粒尺寸。單調(diào)拉伸特性使我們可以獲得平均力學(xué)性能(圖 2(A)和(B)) 。 作為例子，整個(gè)實(shí)驗(yàn) LCF 計(jì)劃報(bào)告在表 1和相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。塑性應(yīng)變幅值是根據(jù)力學(xué)和彈性的差來計(jì)算的。 應(yīng)變幅值，用相應(yīng)的應(yīng)力與彈性模量的比值計(jì)算彈性應(yīng)變。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸，可以計(jì)算出疲勞延性系數(shù)和疲勞延性指數(shù)。在表 2 中，報(bào)告了校準(zhǔn)參數(shù)的摘要。結(jié)果 ar E 在圖 3（a）和（b）中分別與層 3 和 7 相關(guān)，根據(jù)相應(yīng)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(guān)的其他力學(xué)性能相當(dāng)。與 MC 模型驗(yàn)證相關(guān)的結(jié)果見表 3。百分比差 在室溫下 AlSi9Cu1 氣缸蓋 LCF 壽命的實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)的失效循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系在 29%~83%之間。對(duì)于 ALSE 模型校準(zhǔn)和驗(yàn)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(shì)。 0.75 至 0.98，見表 2。還可以注意到，壽命估計(jì)的關(guān)鍵參數(shù) Amax 似乎不那么依賴于材料的性質(zhì)，而不是應(yīng)力條件。終止期 與 WASLE 參數(shù)模型相關(guān)的系數(shù)在整體上比 bmc 校準(zhǔn)得到的系數(shù)要高，表明校準(zhǔn)變量之間存在較好的擬合關(guān)系和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果如圖 4 所示，對(duì)于第7 層和第 10 層，根據(jù)相應(yīng)的確定系數(shù)，這是最好的和最差的擬合。本文對(duì)兩種 LCF 模型進(jìn)行了標(biāo)定和實(shí)現(xiàn)，并以某商業(yè)鋁合金氣缸蓋不同層試件為例進(jìn)行了驗(yàn)證。估計(jì)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(jì)值比 BMC 估計(jì)值更接近實(shí)際試件的持續(xù)時(shí)間。 BMC 模型 標(biāo)準(zhǔn)，遵循實(shí)驗(yàn)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(jì)剩余壽命 在實(shí)際構(gòu)件中，ALSE 模型需要參數(shù) Amax，即加載周期中的最大應(yīng)力層。要么是模型中最大等效單軸應(yīng)變值，要么是 可以采用整個(gè)應(yīng)變場(chǎng)的最高應(yīng)變值來估計(jì) Walse 參數(shù)，這取決于二者之間的最高應(yīng)變值。借助最大應(yīng)力歷史，EST 可以得到循環(huán)次數(shù)到故障的模擬結(jié)果。最后，ALSE 模型的壽命預(yù)測(cè)能力與實(shí)驗(yàn)周期相比，在實(shí)驗(yàn)周期數(shù)上與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比有較低的差異。 f BMC 模型。這可以被認(rèn)為是一個(gè)有希望的結(jié)果，一個(gè)新的生活模式，必須進(jìn)一步發(fā)展。附錄 2：外文原文