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船用柴油机高压油管接头失效分析及改进
| 论文题名： | 船用柴油机高压油管接头失效分析及改进 |
| 关键词： | 高压油管;船用柴油机;接头失效;技术改进 |
| 摘要： | 柴油机是目前航运领域主要的动力来源。在船用柴油机上，供油系统影响着柴油机的喷油进而关系着整机的性能和排放，具有举足轻重的地位，而高压油管又是供油系统中的主要零件。高压油管的端部密封方式以线密封为主，以带螺纹的管接头将高压油管的锥形头部压入进油口，实现密封。因工况恶劣，高压油管的端部锥形头容易发生断裂。 国内首批试制的某型柴油机高压油管装机动车试验72小时后，拆检发现16根油管中有三根发生断裂。对断裂的高压油管进行了化学分析，金相分析和力学性能试验，结果表明，油管的化学成份，金相组织和力学性能均满足国家标准及零件技术要求。断口形貌分析显示，高压油管的断裂类型为疲劳破坏，疲劳源位于油管冷镦接头内壁，是油管冷镦加工变形最大部位，该部位在冷镦变形过程中形成了较为严重的内部挤压流线，并且与内壁垂直，此外，冷镦还造成管内壁表面粗糙度增加，为疲劳裂纹的萌生及扩展提供了有利条件。 本文对有内壁缺陷和无内壁缺陷时高压油管接头的应力分布进行了有限元分析，在此基础上对管接头进行工况模拟，结果表明高压油管接头内壁缺陷显著降低疲劳寿命，是疲劳断裂的主要原因。 本文根据以上研究结果提出了高压油管的冷镦工艺改进措施，利用有限元分析模拟方法对多种改进方案进行了数值模拟,以期获得优选的方案。模拟分两轮进行。在第一轮模拟中，通过与实际冷镦试验结果相对照的方式确定了模拟方法的可行性，分析了主要输入参数调整对仿真结果的影响。在第一轮模拟的基础上，进行了第二轮模拟，主要通过增加冷镦模次数和修改模具形状并通过每次模拟的结果提出修改方案再次进行模拟。通过第二轮的多次模拟，最终获得了优选的工艺方案。按照该方案进行高压油管试生产，装机后经过长期跑合试验，对拆下的高压油管进行解剖分析，未发现裂纹萌生，说明油管改进措施收效显著。 |
| 作者： | 王雁冰 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 张少宗;刘利军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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