Критерии разрушения теплонапряженных деталей поршневых двигателей и обзор методик оценки долговечности поршней
статья из журнала
База данных:Каталог библиотеки СФУ
Аннотация:При проектировании, расчете и доводке двигателя до заданных показателей необходим более полный и точный учет всех величин, определяющих его ресурс. На неустановившихся режимах тракторных дизелей напряженность поршня меняется во времени, что приводит к появлению трещин на кромке его камеры сгорания. В первую очередь это относится к камерам сгорания полуоткрытого типа. Появление трещины и ее рост до критической длины часто приводят к разрушению кромки камеры сгорания. В связи с этим выбор критериев разрушения поршней в эксплуатации - актуальная задача. Оценку долговечности следует проводить по критериям термической усталостной прочности, которые можно разделить на три группы: деформационные, деформационно-кинетические и энергетические. Деформационные критерии получили наибольшее распространение. С учетом активного нагружения в условиях одноосного растяжения определяется накопление повреждений, связанных с пластической деформацией материала, или критерий максимальной деформации. Наряду с экспериментальными методиками, требующими затрат времени и денежных средств, широкое применение нашли методики оценки долговечности, базирующиеся на численных расчетах, например, на методе конечных элементов. Усталостные свойства материала в области малого числа циклов определяются уравнениями Коффина-Мэнсона в форме, введенной Дж. Морроу, для амплитуд упругой и пластической деформации в зависимости от числа циклов до разрушения. Анализ работ различных авторов показал, что процесс роста трещины не рассматривается в полном объеме. Отсутствие расчетного подхода к определению остаточного ресурса требует совершенствования методики расчета, которая должна учитывать перепад температур на поверхности поршня, давление газов, геометрические размеры поршня, влияющие на концентрацию напряжений.
