台架试验失效曲轴的原因分析与结构优化

作者：王旭阳; 于晓东; 吕世杰; 于海波; 林治军; 宋春雨

来源：柴油机设计与制造, 2022, 28(04): 43-48.

• 曲轴
• 圆角滚压
• 有限元分析
• 应力
• 台架试验

在曲轴开发初期，采用调质钢锻造的曲轴在800 h台架耐久试验中发生断裂失效。使用直读光谱仪、金相显微镜、ADCOLE轮廓仪、X射线衍射仪对该曲轴的失效原因进行了分析与研究，发现该调质钢曲轴的失效模式属于低应力高周断裂。针对调质钢曲轴的结构设计了2种改进方案，分别增加曲柄厚度和增大曲柄销沉割槽过渡圆角半径。采用有限元分析(FEA)仿真计算，进行了方案对比。仿真结果表明，增大曲柄销沉割槽过渡圆角半径可使得圆角危险区的应力最小。后期试验表明，采用该方案的曲轴设计满足800 h的台架耐久试验要求。