为研究接触面上的应力分布趋势,合金管件选取接触面对称线上从螺栓孔到接触区边缘方向路径上各节点的应力数据,路径位置和方向。该路径上各点在各缸爆发时刻的各应力分量分布图。图中黑色虚线表示预紧工况下该应力的分布情况。为表述更加直观,对路径位置坐标进行了归一化处理,相对位置表述螺栓孔边缘,相对位置表述接触区边缘参见图。通过对比分析可见,爆发工况和预紧工况相比,各应力分布有着显著的变化。总体上,由于型内燃机的结构特点,异侧接触面上应力分布随爆发缸的不同分布趋势明显不同,但当该侧接触面处于爆发缸同侧或异侧缸爆发时刻为一组,缸爆发时刻为一组时,由于结构所受载荷分布相似,接触面上的应力分布趋势是大体相同的。
由图和图可见,当接触面处于爆发缸同侧时,合金管件接触面上的切向正应力基本为拉应力,在靠近螺栓孔和接触区边缘的位置较小,在接触区的中间位置急剧增加;当接触面处于爆发缸异侧时,切向正应力的分布与预紧工况时的分布基本相似,主要为压应力,大值出现在接触区边缘处且大压应力值比预紧工况有所增加由图和图可见,接触区的接触压力在螺栓孔周围变化不大,分布趋势基本相同。这是因为离螺栓孔位置越大,螺栓预紧力的作用越强烈,接触压力分布受外界载荷的影响越小。当接触面处于爆发缸同侧时靠近接触区边缘的位置接触压力基本为零,从接触压力可以判断,该区域基本处于脱离接触的状态,图也反映了这一趋势;当接触面处于爆发缸异侧时,接触区边缘处的接触压力梯度急剧增加,在接触边缘位置出现明显的应力集中区域。
由图和图可见,当接触区处于爆发缸同侧时,合金管件接触面的切应力峰值出现在接触区中部,在靠近接触区边缘的部分,切应力几乎为零,其变化趋势与接触压力基本相同。考虑到切应力主要由接触面间的摩擦力产生,当接触压力趋于零时,接触面间的摩擦力减小,相应的切应力也减小;当接触面处于爆发缸异侧时,接触面上的切应力值在接触区边缘处急剧增加,其变化趋势也与接触压力相似。结构模型接触分析结果本章根据试验情况,考察了螺栓预紧力大小,对结构模型接触行为的影响。同样选取接触面上一条路径上的应力分布参见图进行研究。接触面上的切向正应力和接触压力的分布图,接触状态。与节计算结果的对比可以看出,结构试件的应力场分布与机体隔板与主轴承盖的接触应力分布是相似的。因此,该结构模型的试验结果能够反映机体隔板与主轴承盖微动疲劳损伤的特性。,随着螺栓预紧力的增加,爆发缸同侧接触面上的切向正应力峰值逐渐向靠近接触区边缘的方向移动且峰值逐渐减小。