Page 64 - 理化检验-物理分册2022年第二期

陆 慧, 等: 船用柴油机拉缸故障失效分析

表面的疏松缺陷引起的疲劳开裂 。从缸套内表面微
[ 1 ]
观形貌分析、 能谱分析与金相分析结果可见, 缸套表面
摩擦痕迹明显, 且与裂纹方向垂直, 缸套内表面存在一
层以铝元素为主的覆盖物, 说明缸套与活塞裙发生了
磨损, 且存在材料迁移, 为黏着磨损的典型特征。
活塞裙内孔壁次表面存在疏松缺陷, 材料疏松
区域为应力集中点, 活塞裙在工作环境中承受一定
的交变应力, 在交变应力作用下, 活塞裙从疏松区域
产生裂纹并以疲劳形式扩展, 最终发生大面积开裂。
活塞裙开裂后, 缸套与活塞裙之间间隙变小, 导致两
者直接接触挤压, 缸套与活塞裙之间相对运动时, 缸
套内表面与活塞裙外表面产生剧烈摩擦, 发生黏着
磨损 [ 2 ] , 活塞裙与缸套内表面存在很大的摩擦力, 引
发缸套内表面开裂, 最终发生拉缸事故。
3 结论

图 14 缸套内表面覆盖层能谱分析位置及分析结果 活塞裙与缸套发生拉缸的原因是: 由活塞裙内
孔壁次表面疏松缺陷引起活塞裙疲劳开裂, 开裂后
2 分析与讨论 活塞裙与缸套配套间隙减小, 活塞裙与缸套相对运

由宏观检验结果可知, 活塞裙开裂面较为平整, 动时发生黏着磨损, 最终发生拉缸事故。
未见塑性变形特征, 从放射纹收敛情况来看, 活塞裙 参考文献:
的裂纹源均位于内孔薄壁处, 为点源特征; 缸套内表

面裂纹大多为周向分布, 内表面上存在明显与裂纹 [ 1 ] 王荣 . 机械装备的失效分析( 续 前) 第 3 讲 断 口 分 析
技术( 上)[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), 2016 , 52 ( 10 ):
方向垂直的摩擦痕迹。从活塞裙断口微观形貌分析
与金相分析结果可见, 活塞裙裂纹源位于内孔壁次 698-704.
[ 2 ] 陈玉珍, 高玉周 .GCr15 钢旋片式 助 力 泵 泵 体 磨 损 失
表面处, 该区域存在疏松缺陷; 裂纹扩展区可见疲劳
效分析[ J ] . 理 化 检 验( 物 理 分 册), 2011 , 47 ( 8 ): 522-
辉纹, 也存在疏松缺陷, 说明活塞裙开裂是由内孔次
523 , 526.

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标距定位偏小、 夹持在试 样过渡弧处等均造成 Δ b 乏直接检定手段等问题, 以获得可靠的测试结果。
异常偏大, 破坏了其与 ΔL 的对应关系, 导致r 值偏
参考文献:
大, 反之会导致r 值偏小。引伸计、 测试台等机械部
位的日常保养和维护至关重要。 [ 1 ] 梁新邦 . 金属塑性应变比r 值测定方法误差分析[ J ] .
建议设备制造商先升级软件功能, 应能显示拉伸 理化检验( 物理分册), 2000 , 36 ( 5 ): 209-212.
试验过程中各测试通道, 特别是纵向、 横向引伸计变形 [ 2 ] 苏大雄, 徐惟诚, 李 和 平, 等 . 薄 板 塑 性 应 变 比 ( r 值)
与时间、 载荷的关系曲线, 以监控引伸计工作状态; 再 测试的 影 响 因 素 分 析 . [ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册),
升级硬件功能, 解决纵向引伸计原始标距定位偏移、 缺 2006 , 42 ( 3 ): 113-115.

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