弯曲载荷下曲轴疲劳裂纹扩展数值模拟与分析

摘要

裂纹扩展规律是研究疲劳裂纹扩展寿命的重要内容.本文以具有复杂结构特征的内燃机曲轴为例,以曲轴实际的弯曲疲劳断口分析为基础,测量裂纹萌生区的几何特征作为曲轴裂纹体的仿真建模输入,采用有限元数值模拟计算萌生区裂纹前缘的应力强度因子,分析了由萌生至断裂过程中裂纹前缘形状比的变化规律.基于X射线应力法测量了曲轴裂纹区的残余应力分布状态,讨论了表面强化层对裂纹扩展的影响,最后给出了考虑表面处理的曲轴弯曲疲劳裂纹的扩展规律.