電控單體泵泵體斷裂失效分析及有限元計算.pdf

1、多臺柴油機(jī)電控單體泵在臺架實驗中發(fā)生完全斷裂或開裂,且斷裂或開裂位置相同,均位于電控單體泵泵體出油端第5扣螺紋。論文選取兩個典型失效電控單體泵(完全斷裂和開裂)為研究對象,觀察電控單體泵泵體出油端裂紋及斷口宏觀形貌和微觀形貌特征,確定電控單體泵的斷裂性質(zhì)及失效原因。觀察分析表面和基體宏觀、微觀組織等其它性能測試,并與電控單體泵技術(shù)要求進(jìn)行比較,確定冶金、鍛造、熱處理工藝等單體泵制造環(huán)節(jié)對電控單體泵開裂失效的影響。通過對電控單體泵關(guān)鍵部位

2、主要幾何尺寸的測量、出油端壓裝配合特點及關(guān)鍵位置的應(yīng)力分析,研究了泵體出油端結(jié)構(gòu)、工作狀態(tài)下應(yīng)力分布狀況對泵體開裂失效所起的決定作用。論文基于ANSYS有限元平臺,根據(jù)電控單體泵工作條件,應(yīng)用PRESSURE和PRETS179單元模擬泵體出油端靜態(tài)受力狀態(tài)下,出油端內(nèi)孔不同圓角尺寸、不同擰緊位置的應(yīng)力場分布情況、應(yīng)力集中程度,并對比不同圓角尺寸的出油端應(yīng)力集中系數(shù),以決定出油端內(nèi)孔最佳圓角尺寸及其擰緊配合位置。
　　 論文主要研

3、究結(jié)論如下:
　　 (1)2件電控單體泵泵體的出油端內(nèi)孔過渡圓角過小,導(dǎo)致較嚴(yán)重的應(yīng)力集中。滲氮層出現(xiàn)疏松、脈狀和網(wǎng)狀組織組織缺陷,且出油堵頭與泵體出油端側(cè)面的接觸作用力較大,導(dǎo)致其內(nèi)孔第1圓角根部萌生了裂紋源。由于內(nèi)孔過渡圓角根部與第5扣螺紋齒槽其處于同一水平位置、第5扣螺紋恰位于油管螺母預(yù)緊的第l扣位置,兩方面應(yīng)力疊加使得已萌生的裂紋迅速擴(kuò)展,導(dǎo)致其發(fā)生早期疲勞斷裂。
　　 (2)失效部件的有限元分析結(jié)果表明,電控單