第2期 2017年4月
内燃机
Internal Combustion Engines
喷丸工艺对连杆疲劳安全影响分析
别龙飞安士杰，汪宏伟，王银
（海军工程大学湖北武汉43000）---8-8
No.2 Apr.2017
摘要：柴油机由于连杆在铸造过程中有着各种各样的不可控因素，导致其在长时间运行后易发生疲劳破坏。连杆喷丸工艺目前已经被应用于生产中，用以提高柴油机连杆的疲劳性能。喷丸工艺所产生的表面残余应力是提高疲劳性能的关键因
素。我们以620柴油机连杆作为研究对象，研究在不同喷丸工艺下，连杆的疲劳性能的变化关键词：柴油机连杆；喷丸工艺；残余应力；疲劳
中图分类号：TK413
文献标识码：B
文章编号：10006494（2017）02002904
Effectof ShotPeeningonFatigueonsafetyof
ConnectingRodoftheDieselEngine BIE Longfei', AN ShiJie, WANG Hongwei, WANGYin(Naval Engineering University, Wuhan 430000)
Abstract: The diesel engine is prone to fatigue damage after a long run for the connecting rod has a variety of uncontrollable factors in the casting process, Shot peening technology has now being used in production, in order to improve fatigue performance of the connecting rod of diesel engine. The surface residual stress produced by shot blasting is the key factor to improve the fatigue performance. This paper takes the diesel 620 engine's connecting rod as the research object, and studies the changes in fatigue properties of the connecting rod under different shot peening process.
Keywords: diesel engine connecting rod; shot blasting technology; residual stress; fatigue
0前言
受控喷丸工艺是有效提高材料疲劳寿命的方法之一。对工件进行喷丸处理，会大幅提高工件的疲劳性能和抗腐蚀能力"。残余应力的分布规律很大程度上受喷丸工艺的影响，而影响喷丸工艺的因系也有很多。利用合理分布的残余应力场来提高工件的疲劳性能，是一种合理而实用的手段。
虽然在工业生产上，不少生产厂家已经运用了包括喷丸在内的生产工艺，有意的制造出表面残余应力来提高连杆的疲劳寿命。但是把表面残余应力加载到连杆上的疲劳仿真分析还是很少。究其原因，在于表面残余应力在连杆模型上的加载方法是个难题。
目前的残余应力在工件上的加载都会选择非作者简介：别龙飞（1988-），男，河南南阳人，研究
生，主要从事柴油机结构分析与设计方面的研究。
收稿日期：2016-11-14 万方数据
常规则的工件，例如长方体、工字钢等等。这主要是因为残余应力浩深度方向是接照一定的规律分布的，有些残余应力的公式是研究出来了的，所以在规则工件上残余应力分布的公式就可以很好的在直角坐标系、球体坐标系等坐标系中表达出来。然后运用有限元分析软件对残余应力仿真模拟，就可以相对准确地将工件的残余应力分布状况模拟出来。我们考虑将残余应力直接加载到连杆模型上进行分析，主要是运用有限元软件Ansysworkbench在连杆模型上加载多种喷丸工艺产生的残余应力，进行静力学分析，用专业疲劳分析软件nCode进行疲劳模拟计算，得到疲劳损伤，找出最优的喷丸残余应
力分布，对指导连杆工业生产有一定的意义。 1模型的建立
连杆的几何模型比较复杂，我们利用三维建模软件ug建立几何模型。按照从外表面往内部添加面，每0.25mm添加一个面，将模型改成俄罗斯套