吴江

摘要：以某发动机机油标尺管为研究对象，针对其台架耐久试验中产生的疲劳裂纹，基于其断口形貌初步确定裂纹源，再通过ABAQUS和FEMFAT软件进行裂纹源应力及寿命分析，为后样件试作和台架试验验证提供优化方案，有效节省了对策验证的周期和成本，同时也通过台架试验验证了有限元分析模型和计算方法的可靠性和有效性。

关键词：机油标尺管;开裂;应力;疲劳寿命

Abstract： As for the fatigue crack of engine oil charging pipe in vibration bench test， the initial source was identified based on fracture appearance， and then the finite element analysis was conducted with the software of ABAQUS and FEMFAT in order to find the optimized countermeasure for producing and validation afterwards， including the stress and fatigue lifetime prediction， which can obviously reduce the leading time and cost. On the other hand， the test result can also validate the reliability and effectiveness of our FEM model and simulation method.

Key words： oil charging pipe;crack;stress;fatigue lifetime

0  引言

发动机一般采用机油液位指示器来确定油底壳内的机油量，由于机油标尺具有结构简单、成本低廉的优势，因此在国内外发动机上普遍采用。机油标尺一般通过与机油标尺管配合使用，来完成对发动机油底壳内液面的指示[1]。为对应某发动机机油标尺管在开发耐久试验中出现的支架开裂课题，针对原有设计方案进行设计改善，通过优化支架加强筋或者变更支架材质，来提升其耐久寿命。本文利用ABAQUS和FEMFAT有限元仿真分析为手段，结合现有疲劳寿命研究理论基础[2]，针对发动机机油标尺管潜在改善方案在振动耐久条件下的寿命进行分析，来判断改善后的样件能否满足性能要求，寻求优化的改善方案。

1  课题及改善方向

在某发动机机油标尺管开发阶段的振动耐久试验中，其支架转角位置出现疲劳开裂，如图1左所示，根据断口形貌特征（图1右），初步断定裂纹源为位置①和位置②。位置①为支架中间筋位置（主要裂纹源），位置②为R角位置，需要进行对策。

为改善其疲……