船舶柴油机活塞的热疲劳裂纹扩展评定

张文孝　 郭成璧　

摘　要：运用ADINAT／ADINA有限元程序分析了船舶柴油机活塞的三维温度场和三维应力应变场，并采用带中央环状预裂纹的圆柱形试件在单轴疲劳试验机上进行了热疲劳裂纹扩展寿命模拟试验，根据高温强度理论和断裂力学理论归纳了当量J积分范围评价准则，并将这一准则用于活塞的裂纹扩展寿命分析和安全性评定，评定结果具有普遍参考价值。
关键词：船舶柴油机； 活塞； 热疲劳； 裂纹扩展； J积分范围； 安全性
分类号：TK422.4　文献标识码：A
文章编号：1000-0909（2001）02-0177-05

Fatigue Crack Propagation of Marine Engine's Piston

ZHANG Wen-xiao（Department of Mechanical Engineering,Dalian Fisheries University,Dalian 116023,China;）　
GUO Cheng-bi（Department of Powering Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China）　

Abstract：Three dimension temperature fields and stress-strain fields of a marine engine piston are analyzed by means of the program “ADINAT／ADINA”.The simulating tests of thermal fatigue crack propagation are carried out with the cylindrical specimens with annular pre-crack.According to the theories of high temperature strength and fracture mechanism,the equivalent J-integer range criterions are induced to evaluate the piston's crack propagation life and safety.The evaluating results have a referenced value.
Keywords：Marine engine; Piston； Thermal fatigue； Crack propagation; J-integer range; Safety
基金项目：国家自然科学基金资助项目（59675001）
作者简介：张文孝（1963-），男，博士，副教授，主要研究方向为高温疲劳强度研究
作者单位：张文孝（大连水产学院 机械工程系，辽宁 大连 116023）　
　　　　　郭成璧（大连理工大学 动力工程系，辽宁 大连 116024）　

参考文献：

［1］JBn 3744-1984，汽车发动机可靠性试验方法［S］．
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［4］柴油机设计手册编辑委员会．柴油机设计手册［M］．北京：中国农业机械出版社，1984．461-469．
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［6］李洪升，周承芳．工程断裂力学［M］．大连：大连理工大学出版社，1990．150-200．

收稿日期：2000年6月5日

修稿日期：2000年7月24日

出版日期：2001年3月25日