發(fā)布時間：2022-01-12 12:01

　　隨著科技制造水平逐步地提升,目前柴油機(jī)正在向著高功率密度以及高強(qiáng)化方向不斷發(fā)展,作為柴油機(jī)核心零部件的氣缸套的工作環(huán)境更加苛刻,磨損傾向增大,因此,有必要對氣缸套的耐磨壽命進(jìn)行預(yù)測。氣缸套作為長壽命產(chǎn)品,如果進(jìn)行傳統(tǒng)的壽命試驗不僅無法較快地獲取可靠性數(shù)據(jù),而且浪費(fèi)大量財力物力。針對上述問題,選用合適的加速試驗方式和壽命評估方法,不僅可以縮短試驗時間、節(jié)省試驗費(fèi)用,還可以為氣缸套初始設(shè)計和制造工藝的改進(jìn)提供依據(jù)。鑒于此,本論文以應(yīng)用最廣泛的合金鑄鐵缸套為研究對象,開展基于加速退化試驗的鑄鐵缸套耐磨壽命預(yù)測研究。論文的主要內(nèi)容如下:（1）基于合金鑄鐵缸套加速退化數(shù)據(jù)的可靠性建模理論分析。分析了合金鑄鐵缸套的磨損機(jī)理及過程,確定合金鑄鐵缸套性能退化參數(shù)及測量方法,在此基礎(chǔ)上對加速退化模型及壽命分布模型進(jìn)行了分類比較,為合金鑄鐵缸套耐磨壽命預(yù)測奠定基礎(chǔ)。（2）合金鑄鐵缸套加速退化試驗研究。針對合金鑄鐵缸套工況特點對其進(jìn)行磨損影響因素分析,選取載荷作為加速應(yīng)力,采用往復(fù)式摩擦磨損試驗機(jī)進(jìn)行預(yù)試驗,通過對預(yù)試驗?zāi)p試樣進(jìn)行形貌分析,發(fā)現(xiàn)在30MPa、40MPa和50MPa應(yīng)力條件下合金鑄鐵缸套磨損... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１低速船用柴油機(jī)的平均有效壓力變化趨勢??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｒｅｎｄ?ｏｆ?ｍｅａｎ?ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?ｌｏｗ?ｓｐｅｅｄ?ｍａｒｉｎｅ?ｅｎｇｉｎｅ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???Ｗ??較軟材料??較硬材料??枯苕點形成?粘著點破壞??圖２．３?Ａｒｃｈａｒｄ磨損模型??Ｆｉｇ．?２．３?Ａｒｃｈａｒｄ?ｗｅａｒ?ｍｏｄｅｌ??２．?１．３合金鑄鐵缸套磨損失效分析??磨損性能好壞決定了柴油機(jī)的工作壽命、機(jī)械效率和可靠性。合金鑄鐵缸套的主要??失效形式是磨損失效。對于磨損的分類有多種方法，目前最常用的分類方法是根據(jù)磨損??機(jī)理將磨損分為：磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損這四類基本類型，此外還??有微動磨損和沖蝕磨損。??（１）磨粒磨損：接觸表面間存在較堅硬的細(xì)小顆�；蛲黄鹞铮ㄈ缁覊m、磨屑、材料??組織中的硬質(zhì)凸點、鑄件中的夾砂等），在磨擦ｉｉ程中，使得摩擦副材料發(fā)生損耗的磨??損現(xiàn)象［４９］。一般分為研磨式、鑿削式和劃傷式三種類型。磨粒磨損程度主要與配對副材??料的硬度和磨粒的硬度有關(guān)。??（２）粘著磨損：摩擦副間產(chǎn)生相對運(yùn)動時，由于摩擦熱的作用使表面發(fā)生焊合現(xiàn)象，??互相接觸的表面間自身材料從其中一個表面轉(zhuǎn)移到另一表面的現(xiàn)象，叫做粘著磨損。粘??著磨損的表面存在著明顯的粘著坑塊。根據(jù)表面破壞程度可以分為輕微磨損，涂抹，擦??傷，撕裂和咬死等５種情況。??（３）疲勞磨損：摩擦副作滾動或滾動滑動復(fù)合摩擦運(yùn)動時，由于交變載荷的作用，??材料表面發(fā)生疲勞而產(chǎn)生材料損失的現(xiàn)象叫做表面疲勞磨損，主要表現(xiàn)為表面的裂紋、??貝殼狀或不規(guī)則的坑點。疲勞磨損經(jīng)常發(fā)生在滾動軸承，齒輪和凸輪等滾動零件上，主??要分為非擴(kuò)展性及擴(kuò)展性這兩類疲勞磨損的影響因素主要有摩擦副材料，表面粗糙??度，潤滑油粘度和表面硬度。??（４）腐蝕磨損：摩擦副間在發(fā)生摩擦運(yùn)動

速退化試驗的鑄鐵缸套耐磨壽命研究???（６）沖蝕磨損：指零件表面受到松散的流動微粒子的高速沖擊時，由于粒子與表面??相互接觸并產(chǎn)生相對運(yùn)動，造成表面材料的損失或出現(xiàn)塑性變形的磨損現(xiàn)象，例如火箭??發(fā)動機(jī)尾部的噴管受燃?xì)獾臎_刷，管道中物流對管壁的沖蝕等。??然而，在實際磨損中，幾種類型的磨損總是同時存在，并且相互之間具有誘發(fā)效應(yīng)。??缸套－活塞環(huán)之間的潤滑狀態(tài)直接影響其磨損形式，通常將氣缸套－活塞環(huán)磨損形式??大致分為潤滑良好的正常磨損形式和處于潤滑不良時的異常磨損形式［５１］。圖２．４所示為??摩擦副表面接觸區(qū)域示意圖，當(dāng)潤滑狀態(tài)處于穩(wěn)定水平時，此時接觸面間主要以彈性流??體動壓潤滑為主，表面微凸體被油膜隔離不發(fā)生直接接觸，幾乎沒有磨損發(fā)生。當(dāng)摩擦??副之間處于潤滑不良狀態(tài)時，潤滑狀態(tài)主要以邊界潤滑狀或混合潤滑為主，表面間較多??且鋒利的微凸體發(fā)生直接接觸，磨損情況較為嚴(yán)重。??微凸體接觸??ａ）流體動壓潤滑?ｂ）混合潤滑或邊界潤滑??圖２．４不同潤滑狀態(tài)下表面微觀接觸區(qū)域??Ｆｉｇ．?２．４?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｒｅａ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??己采用課題組自制的對置往復(fù)式摩擦磨損試驗機(jī)［５２］對ＣｕＣｒＮｉ合金鑄鐵缸套－ＣＫＳ??活塞環(huán)配對副進(jìn)行抗粘著試驗。試驗結(jié)果如圖２．５所示，圖中可以觀察到左側(cè)異常磨損??（拉缸）區(qū)域和右側(cè)正常磨損區(qū)域的微觀磨損形貌及對應(yīng)表面成分分析結(jié)果。左側(cè)異常??磨損區(qū)域的基體塑性變形極其嚴(yán)重，有明顯的犁溝及粘著脫落痕跡，珩磨紋結(jié)構(gòu)完全消??失；正常磨損區(qū)域則磨損較輕，珩磨紋清晰可見。對各區(qū)域能譜圖（Ｅ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向?qū)嵻囀褂玫闹剌d柴油機(jī)壽命損耗機(jī)理[J]. 何星,楊紹卿,章凱,姜貴文.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(14)
[2]FeNi合金鍍鐵缸套的摩擦磨損性能[J]. 金梅,韓曉光,董文仲,沈巖,朱峰,徐久軍.  中國表面工程. 2016(05)
[3]金屬磨損試驗及測量方法[J]. 范秋濤,翁榕,陳曉慧.  環(huán)境技術(shù). 2015(01)
[4]電應(yīng)力加速退化試驗技術(shù)及可靠性評估研究[J]. 孫志旺,梁玉英,潘剛,張國龍,李偉.  中國測試. 2014(05)
[5]機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評估的發(fā)展與思考[J]. 何正嘉,曹宏瑞,訾艷陽,李兵.  機(jī)械工程學(xué)報. 2014(02)
[6]基于退化軌跡的鋰離子電池加速試驗研究[J]. 王亞輝,李曉鋼.  裝備環(huán)境工程. 2013(02)
[7]高加速壽命試驗和高加速應(yīng)力篩選試驗技術(shù)綜述[J]. 樊強(qiáng).  電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗. 2011(04)
[8]可靠性強(qiáng)化試驗初探[J]. 金剛,李美,陸培永.  儀表技術(shù). 2011(08)
[9]船用大功率柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展初步分析[J]. 侯勤春.  船舶工程. 2008(03)
[10]新的高可靠長壽命產(chǎn)品對可靠性標(biāo)準(zhǔn)的要求[J]. 何國偉,朱煒,角淑媛,楊靜,趙婉.  質(zhì)量與可靠性. 2008(01)

博士論文
[1]微坑織構(gòu)復(fù)合MoS2的合金鍍鐵缸套摩擦行為研究[D]. 金梅.大連海事大學(xué) 2018
[2]高強(qiáng)化柴油機(jī)缸套—活塞環(huán)摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)制研究[D]. 沈巖.大連海事大學(xué) 2014
[3]高速沖壓機(jī)床可靠性試驗與增長技術(shù)研究[D]. 張新洲.南京理工大學(xué) 2014
[4]電連接器步進(jìn)應(yīng)力加速退化試驗技術(shù)的研究[D]. 劉娟.浙江大學(xué) 2013
[5]民機(jī)產(chǎn)品可靠性評估技術(shù)研究[D]. 王燁.南京航空航天大學(xué) 2009
[6]高可靠長壽命產(chǎn)品可靠性技術(shù)研究[D]. 鄧愛民.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]光柵編碼器可靠性試驗裝置研制[D]. 周欣達(dá).吉林大學(xué) 2018
[2]圓形微織構(gòu)對缸套抗拉缸性能影響規(guī)律研究[D]. 李斌.大連海事大學(xué) 2018
[3]基于性能退化的加速壽命試驗方法研究[D]. 葉朋峰.南京理工大學(xué) 2016
[4]超高強(qiáng)鋼板沖壓模具磨損CAE分析與壽命預(yù)測[D]. 李江曼.湖南大學(xué) 2015
[5]空間環(huán)境下濾波減速器的加速壽命試驗研究[D]. 曹宏.電子科技大學(xué) 2014
[6]基于Gamma過程的關(guān)節(jié)軸承加速可靠性驗證方法[D]. 魯相.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[7]鍍鉻缸套摩擦磨損性能研究[D]. 金梅.大連海事大學(xué) 2012
[8]對置往復(fù)式摩擦磨損試驗機(jī)研制及其試驗[D]. 朱峰.大連海事大學(xué) 2011



本文編號：3584737