车用曲轴材料48MnV钢弯曲疲劳损伤的磁记忆表征研究

摘要

随着我国汽车工业的飞速发展，全国汽车保有量迅速增长；同时，废旧汽车的数量也逐年递增。废旧汽车如果处置不当，会成为一种新的污染源，污染大气和水源，额外占用宝贵的土地资源；废旧汽车如果处理得当，特别是当采用循环利用技术时，又会变成一种新的资源，提供汽车备用部件，提供钢铁等金属原材料，提供热能供发电等。所以，研究废旧汽车循环利用关键技术，不但能够解决数量日益庞大的废旧汽车处置难题，而且还能在该过程中化废为宝，节约资源，保护环境，促进循环经济的发展，走可持续的发展之路。 本论文以研究废旧汽车发动机循环再利用关键技术为对象，从发动机关键退役零部件再制造出发，引出了曲轴再制造前的剩余寿命评估，研究工作重点围绕两个问题展开，即疲劳损伤理论基础研究，以及从发动机曲轴等关键零部件的材料剩余寿命角度出发，研究该类零部件再制造的可靠性。 对于第一个问题，首先介绍了疲劳发展史及疲劳分析的现状，接着介绍了关于疲劳分析的一些基本理论及疲劳寿命估算方法并做出了比较和评价。然后介绍了损伤理论的基础以及有关累积损伤规律的一些研究，并对各种理论进行了归纳和总结。 对于第二个问题，以服役历史不清且无宏观裂纹的退役曲轴为研究对象，通过问题的转换，把研究对象转换为疲劳实验标准试件。通过考查各类疲劳损伤检测方法，对其优缺点进行了比较与分析，经评估与论证后确定采用金属磁记忆法检测试件在拉压和弯曲时的疲劳损伤。此外，还结合48MnV曲拐弯曲疲劳模拟试验，运用金属磁记忆法测量曲拐在激振状态下圆角处的损伤。实验结果证明金属磁记忆法能够用于表征48MnV钢高周疲劳损伤的演化。如果要将金属磁记忆参数与疲劳损伤程度值直接耦合，需要作进一步的实验研究。