《上海汽车1．8T自动飞轮总成裂纹失效分析与改进研究》.pdf

汽 齿 科 技 图3 曲轴面 图4 3mm加强板 2 初步分析 (1)从图2与图3中可看出，裂纹断口没有径向摩擦痕迹，幅板 (图3)与3mm加强板 (图4)裂纹轮廓完整不模糊，说明没有径向摩擦，不是由于径向扭力造成的裂纹。而是由于 动态循环弯曲交变载荷 (可理解为轴向循环弯折)而产生裂纹或断裂。此种载荷也是 自动 15I 轮盘典型的故障类型。 (2)3mm加强板表面产生明显高温过烧痕迹，且过烧痕迹与幅板上的痕迹对应位置一致， 裂纹轮廓也完整，说明3mm加强板与幅板间没有径向摩擦。过烧应该是动态循环弯曲交变载 荷产生高温引起。 (3)点焊处的裂纹产生缺 口，幅板其余几处也有断裂缺 口，说明点焊不是裂纹源，而是裂 纹从其他处产生，在接近点焊处，裂纹呈 Y 型分开，一处走向点焊处，一处走向幅板外延， 裂纹汇合后产生缺 口现象。 3 问题原因分析 (1)幅板材料本身的抗屈服强度不够而产生断裂。 (2)通常在 自动变速器传动线路中，比在手动变速器的传动路线中要产生较高的轴向负 荷。安装飞轮时，螺栓拧紧时产生倾斜，曲轴与飞轮、飞轮与变扭器都成一定的微小角度。 就产生了曲轴和变矩器间的角度位移。飞轮在工作时，就受到了动态循环弯曲交变载荷，呈 不断高速循环弯折现象，导致最终产生裂纹。 4 理论论证 4．1 验证幅板材料屈服强度是否满足设计要求 假设幅板在行驶过程中因为塑性变形而产生断裂破坏，故幅板在危险截面处的应力大于 许用应力，即： ≥c【r】=O1i／[so】 (1) 由于上海汽车 1．8T 自动 飞轮总成断裂失效是因为曲轴与变扭器间产生了角度位移，故可以近 似的假定：变扭器固定不动，曲轴连接幅板，使幅板受力产生弯曲变形。从受力简图 5中可 知幅板总成受的是单向静应力。 第 l期 杨剑峰： l：海汽车 J．8T自动飞轮总成裂纹失效分析与改进研究 ·3· G2 图5 受力简图 单向静应力下工作的塑性材料零件，按不发生塑性变形的条件进行强度计算。即式(1)中 的极限应力 i应为材料的屈服极限 。 许用安全系数阎按表 l选取，S【]~LL值o-s／tyB的增大而加大。 表 1 ISl的最小值 D ／t7a IO．45~o．55 jO．55-~0．70IO．70-0．90 f 铸件 1．2～1．5 l 1．4~1．8 l 1． 2．2 l 1．6~2．5 上海汽车 1．8T自动幅板材料、曲轴端加强版、液力变扭器端加强版都为060XSAEJ1392．84 表 2 O6oXSAEJl392-84的材料性能 力学：Structural 杨氏模量 Young。sModulus2．e+Ol1Pa 泊松比Poisson’sRatio0I3 密度 Density7850．kgm／’ 热膨胀系数 ThermalExpansion1．2e．oo51／。C 屈服强度 TensileYieldStrength4．1e十oo8Pa 抗拉强度TensileUltimateSrtength4．8c．o卜08Pa 伸长率 2O％