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船用柴油机气缸体疲劳试验方法

1范围

本文件规定了船用柴油机气缸体疲劳试验方法的术语和定义、试件抽样、试验装置、试验步骤、试验数据处理方法、试验报告等。

本文件适用于船用柴油机直列、V型气缸体的模拟疲劳试验，可用于新设计、工艺变更、材料变更、产品质量抽检以及其他可能引起疲劳强度显著变化的情況。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T3358（所有部分）统计学词汇及符号

GB/T10623金属力学力学性能试验术语性能

GB/T24176金属材料疲劳试验数据统计方案与分析方法JB/T13203柴油机气缸体疲劳试验方法

3术语和定义

GB/T3358、GB/T10623、GB/T24176、JB/T13203界定的术语和定义适用于本文件。

4试验抽样

船用柴油机气缸体疲劳试验抽样方法如下：

a)气缸体顶部疲劳试验和气缸体主轴承壁疲劳试验抽样应符合JB/T13203的规定；

b)前悬置点疲劳试验时，抽取3个试样为一组，3个试样应全部满足规定的最大循环次数。

5试验装置

5.1船用柴油机气缸体疲劳试验装置包括气缸体顶部疲劳试验装置、气缸体主轴承壁疲劳试验装置、前悬置点疲劳试验装置。

5.2气缸体顶部疲劳试验装置和气缸体主轴承壁疲劳试验装置的要求应符合JB/T13203的规定。

5.3前悬置点疲劳试验包括前悬置点X向疲劳试验和前悬置点Z向疲劳试验。图1所示为前悬置点X向疲劳试验装置示意图，图2所示为前悬置点Z向疲劳试验装置示意图。

5.4疲劳试验装置测试仪表、试验载荷控制精度和试验结果应满足置信度等的要求应符合JB/T13203的规定。

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标引序号说明：

1——加载载荷

2——连接工装板3——气缸体

4——支持底座

图1前悬置点X向疲劳试验装置示意图

标引序号说明：

1——加载载荷

2——连接工装板

3——气缸体

4——支持底座

图2前悬置点Z向疲劳试验装置示意图

6试验方法

6.1气缸体顶部疲劳试验和气缸体主轴承壁疲劳试验

气缸体顶部疲劳试验和气缸体主轴承壁疲劳试验方法应符合JB/T13203的规定。

6.2前悬置点疲劳试验

6.2.1试验步骤

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前悬置点疲劳试验采用强度验证法，具体操作如下：

a)加载载荷：加载的载荷可以根据标定载荷乘以载荷系数（悬置载荷系数见表1）计算得出，也可根据按照双方约定的载荷及循环次数进行。试验达到规定的最大循环次数或试样失效时，更换试样，重复上述操作，直到完成一组试样试验；

b)加载方式：

1)气缸体前悬置点疲劳试验加载方式采用X/Z单轴加载。X/Z向单次加载，要求3个试样两个方向均通过；X/Z向循环加载，循环基数为25万次，要求3个样本两个方向均通过；

2)X向加载试验方法是将气缸体竖向通过前悬工装支架固定在刚性地板上，在气缸体后端连接液压作动器施加力载荷，如图1所示；

3)X向加载模拟船舶加速与制动工况下，发动机前后窜动对气缸体或曲轴箱前悬置连接水平方向的冲击；船舶运行过程中发动机左右摇摆工况下，螺旋桨和变速箱对发动机上下颠簸的冲击；

4)Z向加载试验方法是将气缸体横向通过工装支架固定在刚性地板上，在气缸体后端连接液压作动器施加力载荷，如图2所示；

5)Z向加载模拟船舶左右摇摆颠簸工况下，发动机上下颠簸对气缸体或者曲轴箱前悬连接位置竖直方向的冲击。

表1悬置载荷系数

方向

载荷系数

循环数

数量

备注

Z

+10g/-8g

1

3

单次加载

X

±9g

1

3

单次加载

Z

+6g/-4g

250000

3

循环加载

X

±4g

250000

3

循环加载

6.2.2试验完成条件及记录要求6.2.2.1试验完成条件

当试验循环次数大于循环基数25万次，可以认为本次试验载荷水平低于载荷极限，终止试验。试验正常完成后，对机体螺栓伸长量进行测量。

6.2.2.2试验记录要求

前悬置点疲劳试验结束后通过监控位移幅值异常变化确定样件失效，采用荧光探伤法检查裂纹部位。

由试验工程师记录气缸体悬置点损坏后，气缸体主轴承壁、凸轮轴油道孔、减重孔等危险点的渗透显像检测照片，分析确认开裂情况。

记录最终试验数据（试验加载缸号、试验爆发压力、试验载荷倍数、螺栓伸长量和扭矩大小等），并检查破坏位置。

7试验数据处理

试验数据处理应符合JB/T13203的规定