王先瑞

发动机缸盖低周疲劳分析方法研究

王先瑞

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

由于缸盖工作在高温的环境中，并且在高低温的循环变化下，缸盖材料基本处于屈服状态，同时缸盖又受到爆发压力等周期性的机械载荷，因此缸盖极易发生开裂的情况。针对某直列四缸发动机，研究缸盖的低周疲劳分析方法，在发动机初期对缸盖的危险位置进行预测，分析表明，此方法可以有效的预测缸盖的低周疲劳安全系数。

低周疲劳；有限元方法；sehitoglu损伤模型

CLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-74-03

缸盖作为发动机的核心零部件，也是工作环境最恶劣的部件之一。承受着气体燃烧产生的高温，在高温环境中，缸盖材料的机械性能会有明显的下降。高低温交替变化，同时又承受循环的机械载荷，缸盖的燃烧室部分很容易发生低周疲劳失效。

目前对于低周疲劳的分析并没有很好的方法，由于试验方法需要很高的费用且时间较长并不能得到很好的应用。本文基于sehitoglu低周损伤模型，运用有限元的方法，得到燃烧室的疲劳寿命分布，此方法可以提前预测缸盖的薄弱部位，指导缸盖设计。

1 分析方法研究

产生热机械疲劳破坏的部件往往受到非常复杂的载荷情况。如发动机缸盖，根据装配关系以及发动机运转时的状态，缸盖受到的载荷包括缸盖螺栓预紧力、气门导管和气门座圈装配过盈量、缸内气体爆发压力以及温度载荷，其中缸盖螺栓预紧力和装配过盈量为恒定载荷，即在发动机运转的各个工况不发生较大的变化。……