基于微电阻测试技术的曲轴疲劳损伤表征研究

发布时间：2021-01-25 08:23

　　2008年,中国汽车的产销量约1000万辆,成为继美国之后的第二大汽车产销大国,与此同时,年报废汽车量已达保有量的6%。再制造技术是解决报废汽车难题的最好方法之一,但再制造前退役零部件的剩余疲劳寿命是影响再制造产品可靠性的关键因素。因此,研究典型汽车零部件疲劳损伤规律,用于指导剩余疲劳寿命评估是当前的一项紧迫任务。本论文以汽车发动机典型零件曲轴为研究对象,采用微电阻测试技术,以微电阻为参量全程表征曲轴的疲劳损伤过程,从而获得曲轴疲劳损伤的微电阻变化规律。首先,以48Mn钢标准试件为研究对象,开展旋转弯曲疲劳损伤微电阻表征实验,并与推导的金属疲劳损伤电阻模型作比较。结果表明:实测数据与理论模型有较好的一致性,损伤开始至宏观裂纹萌生阶段吻合得较好,宏观裂纹萌生点相差较大,之后,两者趋向一致,达到无穷大。同时,也验证了微电阻表征疲劳损伤的可行性。其次,为了开展曲轴的疲劳损伤试验,开发了基于虚拟仪器技术的曲轴弯曲疲劳损伤试验系统,实现了模拟正弦信号输出,振动信号实时采集,自动扫描系统共振频率,“恒载荷”调节,曲轴失效自动诊断,输出与采集数据信号的实时显示与保存,微电阻测试等功能。最后,开展了曲... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源和背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 损伤的本质和分类
        1.2.2 材料损伤的测量和表征研究现状
        1.2.3 曲轴弯曲疲劳损伤的研究现状
    1.3 本课题的研究意义
    1.4 本课题的主要研究内容
第二章 48MnV 钢标准试件弯曲疲劳损伤的微电阻表征
    2.1 金属疲劳损伤的电阻模型
    2.2 标准试件弯曲疲劳损伤的实验测试
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 微电阻测试原理
        2.2.3 实验方法与设备
    2.3 试验数据及结果分析
        2.3.1 试验数据
        2.3.2 结果分析
    2.4 试验结果与理论模型的对比分析
    2.5 本章小节
第三章 基于虚拟仪器技术的曲轴弯曲疲劳试验系统
    3.1 曲轴弯曲疲劳试验系统的研究现状
        3.1.1 早期机械式疲劳试验系统
        3.1.2 采用分离元器件测控系统的电磁谐振式疲劳试验系统
        3.1.3 基于虚拟仪器技术的电磁谐振式疲劳试验系统
    3.2 电磁谐振设计原理
    3.3 基于虚拟仪器技术的曲轴弯曲疲劳试验系统总体方案设计
        3.3.1 机械台架的设计安装要求
        3.3.2 测控系统功能要求
        3.3.3 试验系统总体方案和工作原理
    3.4 基于虚拟仪器技术的曲轴弯曲疲劳试验系统开发
        3.4.1 机械台架的设计安装
        3.4.2 试验系统测控系统的开发
    3.5 本章小结
第四章 曲轴弯曲疲劳损伤的微电阻表征
    4.1 曲轴及其失效形式概述
        4.1.1 曲轴
        4.1.2 曲轴失效形式
    4.2 曲轴弯曲疲劳损伤的微电阻表征
        4.2.1 弯曲疲劳损伤试验系统及其性能参数
        4.2.2 曲拐试件
        4.2.3 试验方法
        4.2.4 试验步骤
        4.2.5 试验数据与分析讨论
    4.3 疲劳损伤机制分析
    4.4 本章小节
第五章 总结与展望
    5.1 全文主要结论
    5.2 本文的主要创新
    5.3 进一步工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
攻读硕士学位期间申请的发明专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车发动机曲轴疲劳试验方法[J]. 谢丽颖.  汽车工艺与材料. 2006(03)
[2]疲劳能量方法研究回顾[J]. 童小燕,姚磊江,吕胜利.  机械强度. 2004(S1)
[3]疲劳寿命计的电阻变化特性研究[J]. 魏平,胡明敏.  理化检验(物理分册). 2004(10)
[4]疲劳寿命计疲劳响应模型研究[J]. 胡明敏,方义庆,魏平.  河海大学学报(自然科学版). 2004(03)
[5]基于电能耗散的金属材料疲劳损伤测量[J]. 孙斌祥,郭乙木.  力学季刊. 2003(03)
[6]疲劳寿命计电阻变化的灰色建模研究[J]. 魏平,王洪凯,胡明敏.  理化检验(物理分册). 2003(08)
[7]金属疲劳剩余寿命预测模型的一种探索[J]. 黄丹,许平聪,郭乙木.  实验力学. 2003(01)
[8]电阻法检测疲劳损伤及预测修复效果探讨[J]. 马宝钿,杜百平,朱维斗,李年.  理化检验(物理分册). 2002(11)
[9]基于疲劳寿命计的疲劳状态诊断方法研究[J]. 周克印,胡明敏,熊克.  理化检验(物理分册). 2002(10)
[10]汽轮机叶片金属磁记忆诊断技术[J]. 池永滨,刘宇哲,胡先龙,马得举.  无损检测. 2002(10)

硕士论文
[1]基于磁记忆参数的车用曲轴疲劳损伤表征研究[D]. 陈胜震.上海交通大学 2008
[2]曲轴模拟弯曲疲劳损伤的磁记忆参数表征[D]. 范军锋.上海交通大学 2007



本文编号：2998902