汽車零件產(chǎn)品所做三箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱的壽命可再制造性評(píng)估工作

　　目前的三箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人口的迅猛增長，水、土地、能源和礦產(chǎn)資源的缺乏將會(huì)越來越嚴(yán)重，迫切需要節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)。這就意味著大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加速構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的顯得尤為重要和迫切。

　　綠色再制造工程是以產(chǎn)品的全生命周期設(shè)計(jì)和管理為指導(dǎo)，以、、節(jié)能、環(huán)保為目標(biāo)，以技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段，對(duì)廢舊產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)和改造等一系列技術(shù)措施和工程活動(dòng)的總稱。它是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的重要途徑之一。產(chǎn)品再制造的可行性和可行度是發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)要面臨的問題，特別是產(chǎn)品附加值（人力、能源等）高的關(guān)鍵零件是否可以修復(fù)而不需要替換。零件失效的主要形式有斷裂、磨損、腐蝕和變形，其中，磨損、腐蝕和變形比較直觀或者易于檢測，只有引起斷裂的疲勞壽命不易檢測，因此研究再制造產(chǎn)品關(guān)鍵零件剩余疲勞壽命和產(chǎn)品的再制造性對(duì)我國再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

　　本文主要圍繞再制造零件（退役零件）剩余疲勞壽命預(yù)測及其可再制造性兩個(gè)方面，以再制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸為例進(jìn)行剩余疲勞壽命預(yù)測；以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行產(chǎn)品可再制造性評(píng)估。主要包括以下工作：

　　1、研究了再制造零件剩余疲勞壽命評(píng)估方法，即先利用基于有限元的疲勞壽命預(yù)測模型，預(yù)測零件在大載荷下的疲勞壽命，再減去利用已知的服役疲勞損傷積累得到大載荷下的當(dāng)量壽命，即可得到再制造零件的剩余疲勞壽命。

　　2、對(duì)曲軸進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，該模型不僅考慮了曲軸上作用的彎矩、扭矩及支承的彈性，而且還考慮了多缸連續(xù)點(diǎn)火時(shí)的相互影響。

　　3、建立了考慮彈性支撐及相鄰曲拐相互影響的曲軸有限元模型，將發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中的一次點(diǎn)火作為一個(gè)工況，每個(gè)工況的約束載荷由動(dòng)力學(xué)計(jì)算獲得，一共六個(gè)工況，六組載荷，先后施加到曲軸有限元模型的節(jié)點(diǎn)上，求解得出多工況下的曲軸應(yīng)力分布規(guī)律。

　　4、對(duì)曲軸材料48MnV及其具有3Cr13電弧噴涂涂層疲勞行為進(jìn)行了研究，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出了一個(gè)電弧噴涂修復(fù)再制造后壽命預(yù)測修正系數(shù)。

　　5、分別利用單軸損傷模型S－N法和多軸損傷模型正應(yīng)變法、SWT–Bannantine、剪應(yīng)變法、Fatemi-Socie法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸再制造前后的壽命進(jìn)行了估算。

　　6、檢驗(yàn)舊零件再制造其剩余壽命是否足夠，直接和有效的方法是曲軸實(shí)物的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)，這也可以驗(yàn)證理論分析的正確性。先對(duì)新曲軸分別進(jìn)行500、1000和3000小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架強(qiáng)化試驗(yàn)，然后對(duì)強(qiáng)化試驗(yàn)后的曲軸截成單拐，進(jìn)行單拐疲勞試驗(yàn)，后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

　　7、本文發(fā)展了產(chǎn)品可再制造性評(píng)價(jià)的模型，模型包括技術(shù)性、環(huán)境性和經(jīng)濟(jì)性三大模塊。技術(shù)性模塊用來評(píng)價(jià)產(chǎn)品可再制造在技術(shù)上的可行性和可行度。環(huán)境性指數(shù)或經(jīng)濟(jì)性指數(shù)只取0和1，代表環(huán)境壓力度是否適度或再制造在經(jīng)濟(jì)上是否可行。可再制造性指數(shù)由技術(shù)性指數(shù)、環(huán)境性指數(shù)和經(jīng)濟(jì)性指數(shù)相乘得到。