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曲轴扭转疲劳试验:污法评述

东风汽车公司艺研究所冯美斌
/拿摘要本文介绍了目前使用的札械谐振盂液压盂和电谐振盂曲轴扭转麦劳试验台架的蛄
构、巨瞿及特并捉艟了两竹实用的试件联蛄方法.
关键调一堕坦堕壅台架缝原理试验方法
发动机曲轴的扭转疲劳失效是仅次于弯摆臂振动时的惯性力所产生的扭矩即为作用
曲失效的主要失效形式之一,尤其是多缸发在试件上的载荷,其大小为:
动机曲轴。曲轴的扭转强度虽然可以利用某
些经验公式或有限元、光弹等方法进行估算, 式中——试件扭转刚度
但要准确地作出评价,最可靠而实用的途径——摆臂角振幅‘
还是实物疲劳试验。由于试验设备的缺乏,我即试件所承受的扭矩与摆臂角振幅成正
国过去在曲轴扭转疲劳强度试验研究方面基比,而比例系数就是其自身扭转剐度。电机调
本上是空白。为了促进这一领域工作的开展, 速稳速部分的主要作用是使电机转速在试验
本文拟对国外常用的几种曲轴扭转疲劳试验中保持稳定,以维持系统的初始共振状态。当
台架和二汽最近开发的一种新型台架作一介试验进行到一定程度后,若试件因产生裂纹
绍,供从事曲轴强度研究和试验的人员参考。而刚度下‘降,致使系统共振频率降低,原有的
机械谐振式台架共振状态被破坏,要维持同样的振幅,推杆施
现有机械式曲轴扭转疲劳试验台架基本加到摆臂‘上的激振力将增大。当增大到一定
上都属于谐振式台架,尽管它们的结构不完程度后,离合器的摩擦片打滑,触发联锁电路
全相同“。’。图为典型的机城谐振式台架关闭电机电源使试验自动停止.
示意图。单拐试件通过它的一主轴颈被水平由上述可知,这种台架的试验的载荷是
地固定在试验台上,另一主轴颈则与惯性摆
臂联结,以构成一单质量弹簧阻尼扭转谐振
系统。系统的激励由一调速电机驱动的可调
偏心机构提供,它所产生的激振力通过一带
摩擦片离合器的推杆旋加到摆臂上。整个系
统的工作方式是在试验前根据所需施加的扭

到大调节电机转速直至与扭转谐振系统的共
振频率相等;
偏心机构的激励下以一定的幅度振动作用图机槭谐振式台架结构示意图
点处振幅的大小等于试验前设定的偏心距。
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通过摆臂振幅间接进行控制的。但是从式种不同的型式。
可以看出,即使在相同的振幅下各试件因图为直线式致动器的试验台架示意
刚度的差异其所承受的扭矩也未必都相等. 图“,试件为整根曲轴。试件通过两端主轴颈
因此还必须通过其它途径确定试件的位移与上的滑动轴承被水平地安装在试验台上,两
扭矩对应关系。通常有两种方法可供选用。一等长的扭力臂分别与两端主轴颈固定联结,
种方法是在试验前对试件进行静标定,根据扭力臂的端部通过载荷力传感器各与一直
测出的摆臂位移与扭矩的关系,按欲菔的扭线致动器相联。试验中只要控制两致动器完
矩幅设定摆臂振幅另一种方法是在试件与全同步即同频、同轴、等幅,则试件上便能
摆臂之间加装扭矩传感器,试验中用它来监承受所需的扭矩,其大小等于致动器所菔力
一
测试件所承受的扭矩大小。前一种方法由于同载荷传感器读出和力臂的乘积,故力矩●
‘一
要对所有