气缸盖材料热疲劳试验台的开发

摘要

为比较不同气缸盖材料在实际循环热负荷条件下的疲劳特性,开发了1套用于进行热疲劳分析的新型试样设计与试验系统。采用有限元分析对试样几何结构和热循环进行了优化。利用高频感应加热器对热疲劳试样的哑铃形截面进行了局部加热,并利用压缩空气对其进行了冷却。然后,利用试样范围内产生的非均匀热梯度内部诱导产生机械应变,从而精确模拟气缸盖内气阀桥在实际工况下的运行情况。所得到的疲劳寿命不仅与合金固有的抗疲劳强度有关,而且还与导热系数、弹性模量和热膨胀系数等其他相关属性有关。该试验是比较不同合金热疲劳应用的必要工具。为了研究组成变化及热处理对热机性能的影响,对4种铝合金进行了测试,并对该试验方法及其结果进行了详细介绍。