铝硅合金活塞的机械疲劳可靠性对发动机使用寿命的影响摘要：本文针对铝硅合金活塞机械疲劳可靠性的重要性进行了分析，并对活塞机械疲劳可靠性对发动机使用寿命的影响提出了通过构建寿命预测模型进行相关研究的方法，旨在更有效地发现铝硅合金活塞的机械疲劳可靠性对发动机使用寿命影响的规律，并以此为研究方向进一步提高对铝硅合金活塞结构的设计优化，降低活塞的机械疲劳，从而使发动机的使用寿命得到更有效的延长。Abstract：ThispaperanalyzestheimportanceofthepistonmechanicalfatiguereliabilityofAlSialloy，andputsforwardthemethodofrelatedresearchbyconstructinglifepredictionmodelaimingattheinfluenceofthepistonmechanicalfatiguereliabilityonservicelifeoftheengine，soastomoreeffectivelyfindtheruleofeffectsofmechanicalfatiguereliabilityofaluminumsiliconalloypistononenginelife.Andittakesthisastheresearchdirectiontofurtherimprovethealuminumsiliconalloypistonstructuredesignoptimization，reducethepistonmechanicalfatigue，soastomoreeffectivelyextendtheengineservicelife.?P键词：铝硅合金活塞；机械疲劳可靠性；发动机寿命Keywords：AlSialloypiston；mechanicalfatiguereliability；enginelife中图分类号：TK441文献标识码：A文章编号：1006-4311（2017）34-0118-030引言自一百多年前被发明至今，发动机在工业、农业、交通等各个领域都得到了广泛应用，为人类的发展起到了重要的推动作用。随着科学技术的快速发展，近年来发动机在设计、制造以及材质的优化方面都取得了较大的进步，但提高发动机的机械效率和使用寿命的相关研究从未停止。影响发动机寿命的重要因素常常出现在机械部件的疲劳破坏方面，这一类问题具有较强的隐蔽性和突发性，问题的发生常常没有明显征兆，但对发动机的负面影响却非常大。其中，尤其以发动机结构中的活塞结构的机械疲劳可靠性对于发动机的可靠性影响最大。目前，发动机活塞的制作材料主要以铝硅合金为主。近年来，发动机在日趋严竣的高温高压工作条件下工作的情况越来越多，而高温、高压、磨损腐蚀等恶劣的工作条件是对发动机可靠性最大的威胁。在这种工作环境中铝硅合金材质的活塞因其密度小、传热系数好的特质对于提高发动机寿命起到了得要的作用，因此长期以来一直是发动机活塞制造的首选材料。随着市场对发动机可靠性和使用寿命的严格要求，提高活塞的机械疲劳可靠性已成为得要研究课题。虽然硅铝合金活塞在承载能力方面已达到了其疲劳极限，但通过结构优化，依然可以在控制生产成本、提高发动机机械效率和使用寿命方面发挥巨大作用。1铝硅合金活塞的机械疲劳可靠性的重要性分析作为发动机的首要动力源零件，活塞在整个发动机结构中起着将热能转化为机械能的重要作用。通过活塞的往复非匀速直线运动，可以将发动机燃烧系统中由高温燃气爆发的热能转换为机械能，再由连杆和曲轴转化为旋转运动，使发动机能正常输出功率。在发动机的损伤中，活塞的故障损伤率往往是最高的，这与活塞长期处于负荷过大且恶劣的工作环境有密切关系。高温、高压、磨损、腐蚀的工作环境使得活塞出现机械疲劳的机理显得非常复杂。金属原子产生位错、微观裂纹的萌生、工程裂纹的扩展，都会造成活塞的机械疲劳性破坏，出现断裂，从而影响到活塞的可靠性。而造成活塞裂纹出现的原因较多，铝硅合金的强度、几何形状结构、活塞表面的粗糙度、承受载荷性质以及内部组织的微观缺陷、工作环境中的腐蚀介质等，都会引发活塞的裂纹。这些因素涉及到的领域非常广泛，包括金属材料学、冶金学、物理、化学、力学等，因此，针对活塞可靠性对发动机使用寿命的影响虽然长期以来都受到了相关研究人员的重视，并投入了大量的人力、物力、精力，但依然存在许多急待解决的理论和实际问题。2铝硅合金活塞机械疲劳寿命预测模型不同的情况对于发动机活塞形成的破坏差别很大，目前的能量准则在描述热和机械复杂载载荷下的工作过程方面还存在较大的欠缺。在针对铝硅合金活塞机械疲劳寿命预测方面，经较实用的还是应用、应变类的准则。应变类准则的适用性更...