一、铸铝活塞的超声波探伤（论文文献综述）
盛伟[1]（2015）在《铸铝镶圈活塞Al-Fe结合区加工质量研究》文中研究表明活塞是柴油机核心零件,它是在高速、高温、强载荷和润滑不良的工况下工作。随着柴油机的发展,对活塞的材料轻量化和使用寿命提出了更高的要求。铸铝镶圈活塞正是将铸铁耐高温、耐磨损和铝合金质量轻的优点结合起来。CW200型柴油机是潍柴动力股份公司开发,戚墅堰所为其开发铸铝镶圈活塞。Al-Fe结合区是铸铝镶圈活塞的关键部位,关系到整个活塞的可靠性。在试制过程中,面临着Al-Fe结合区存在缝隙、孔洞,结合率不达标,车削后出现新缝隙和车削后粗糙度不达标四个主要质量问题。本文以提升铸铝镶圈活塞Al-Fe结合区加工质量作为主要研究对象,在对CW200型铸铝镶圈活塞的原铸造、热处理和机械加工工艺回顾的基础上,重点研究了与活塞Al-Fe结合区质量相关的工艺,对结合区存在的四个主要质量问题进行了描述和理论分析,并对活塞结合区做了切削实验,以探索更适合的切削参数。本文提出了提升铸铁镶圈与铝基体结合率、减小切削过程中Al-Fe结合区的切削力和降低切削后结合区粗糙度的优化工艺,如镶圈渗铝过程的优化、新刀具的选择和切削参数的优化,并进行了优化工艺的实验验证。实验结果表明活塞结合区四个质量问题得以解决,产品满足质量要求。批量生产中,成品率和批量交付能力得到提升、制造成本下降。
赵东升[2]（2013）在《含有裂纹的铸造态铝合金活塞材料电磁热止裂强化研究》文中研究指明利用电磁场的热效应来抑制金属构件裂纹的扩展是非常有发展前景的非平衡止裂技术，具有提高结构安全性和可靠性，抑制裂纹扩展的作用。本文为了使这一具有明显优越性的技术应用于实际生产中，选择在内燃机中应用比较广泛的铸造态铝合金活塞材料，本文从理论分析、数值模拟、实验研究及超声波探伤四方面研究电磁热止裂技术对铸造态铝合金这一特殊材料的止裂效果，为将技术推广到有色金属构件裂纹止裂奠定基础。论文研究内容分为以下几个方面：（1）利用热源功率的计算公式和复变函数理论知识求解电磁热止裂前后应力强度因子，推导出应变能密度因子S，采用裂尖附近的渐近解，进一步推导出畸变能密度因子S d、体变能密度因子S v，并对放电前后的K I、 S、S d及S v进行对比分析，同时对上述各量随放电参数（电流密度J0）的变化情况进行了分析，进而可以通过该断裂力学准则来验证利用电磁热效应愈合裂纹这一技术可行性。（2）应用ANSYS有限元软件对含有裂纹的铸造态铝合金活塞材料进行了电磁热止裂研究。采用热-电-结构耦合的数值分析方法求得了放电后试件的电流密度场、温度场及热应力场，同时根据ANSYS的APDL参数化语言对止裂强化前后在外载荷作用下的金属构件裂纹尖端处的应力强度因子和应变能密度进行了对比分析。并对理论分析求解的应力强度因子和数值模拟得到的结果进行了对比和误差分析。（3）从实验的角度对含有裂纹的铸造态的铝合金活塞材料进行止裂强化研究。利用超声波和工业CT设备对铸造态的铝合金缺陷的三维形态进行精确的标识，利用线切割机切割为含有裂纹的长方形拉伸试件，依据所选试件的形状来设计出配套的卡具装置，同时完成电磁热止裂强化的方案设计和工艺规程设计。随后在现有设备ZL-2型超强脉冲电流发生装置完成所选构件电磁热止裂强化实验。并借助对比实验研究的方法，对电磁热止裂强化前后裂尖的宏观形貌和微观组织进行对比分析。（4）探讨了超声波在铸铝缺陷检测的可能性、判断方法及铸件探伤的特点。通过超声波无损探伤测得脉冲放电前后铸铝试件中裂纹的回波幅值及回波声程S的变化情况，对止裂强化前后的试件的残余应力与晶粒大小进行了比较。
北京内燃机总厂技术科物理组[3]（1975）在《铸铝活塞的超声波探伤》文中提出 我厂212汽油机活塞材料是铸铝合金,为外厂提供的配套件。由于在浇注技术或设计上的某些原因,往往在活塞的一些重要部位隐藏有不同程度的铸造缺陷,如疏松、气孔等。由于在工作过程中承受3吨多的周期性载荷,所以在活塞的顶部和肖孔附近,如果存在比较严重的铸造缺陷,使用一段时间后会使活塞变形、开裂、甚至整块脱落。据用户反映,此种情况常见于活塞的顶部。超声波挑选的依据和主要探测区域的分析疏松是在金属冷却过程中由于体积的收缩造成的。这种缺陷对超声波的声能有明显的衰减,使底波
北京内燃机总厂技术科物理组[4]（1976）在《铸铝活塞的超声波探伤》文中研究表明 我厂212汽油机活塞材料是铸铝合金,为外厂提供的配套件。由于在浇注技术或设计上的某些原因,往往在活塞的一些重要部位隐藏有不同程度的铸造缺陷,如疏松、气孔等。由于在工作过程中承受3吨多的周期性载荷,所以在活塞的顶部和肖孔附近,如果存在比较严重的铸造缺陷,使用一段时间后会使活塞变形、开裂、甚至整块脱落。据用户反映,此种情况常见于活塞的顶部。
北京内燃机总厂技术科物理组[5]（1976）在《铸铝活塞的超声波探伤》文中提出 我厂212汽油机活塞材料是铸铝合金,为外厂提供的配套件。由于在浇注技术或设计上的某些原因,往往在活塞的一些重要部位隐藏有不同程度的铸造缺陷,如疏松、气孔等。由于在工作过程中承受3吨多的周期性载荷,所以在活塞的顶部和肖孔附近,如果存在比较严重的铸造缺陷。使用一段时间后会使活塞变形、开裂、甚至整块脱落。据用户反映,此种情况常见于活塞的顶部。
雷毅,余焱群[6]（2005）在《一种新型镶圈活塞自动检测机械装置设计》文中进行了进一步梳理介绍了一种新型镶圈活塞自动检测机械装置的设计。探头调节机构具有4个自由度,滚轴转动采用圆弧型同步带传动技术,并通过脉宽调制技术实现滚轴转动速度的无级调节。该检测设备已投入现场使用,效果良好。
张屹林,高占雨[7]（2008）在《锻钢活塞摩擦焊工艺研究》文中研究指明为满足高性能柴油机强化程度和排放要求的提高,国内新开发了一种通过摩擦焊连接的新型锻钢结构活塞。论文在试验基础上探索研究了锻钢结构活塞的摩擦焊工艺规范。通过对活塞材料的分析和焊接接头的设计,运用正交试验设计对焊接工艺规范进行了初步优化,进行了小批量的生产验证,并对焊接件进行了相关检测和后续加工。经过装机台架试验,摩擦焊接头可以满足活塞使用性能和可靠性要求。
雷毅[8]（2003）在《计算机在镶环活塞Al-Fe结合质量自动检测中的应用》文中研究表明通过超声波无损探伤和计算机控制技术,采用双路通道自动检测镶环活塞中Al-Fe的结合质量。检测系统功能强、操作方便和可靠性高。滚轴传动机构的伺服控制系统采用PWM控制技术,使用光电脉冲发生器作为速度检测元件实现闭环控制,检测速度稳定。经大量检测试验表明,其检测结果具有精度高和良好的重复性。
陈寿宝,申澎运,周家齐[9]（1982）在《16V240Z型柴油机整体薄壁球墨铸铁活塞研究》文中研究说明 我国大功率机车柴油机所用的铸铝活塞或锻铝活塞,目前都存在着耐磨性差、出现早期裂纹和使用寿命短等问题。为了提高活塞的使用寿命和柴油机进一步强化的需要,我所与大连机车车辆工厂、大连内燃机车研究所等单位合作,从1976年开始研制16V240Z型柴油机用整体薄壁球墨铸铁活塞。先后开展了整体薄壁球墨铸铁活塞的结构、材料性能,以及铸造、热处理、机械加工和检测等项工艺的试验研究。至今已有三台柴油机装用了这种球墨铸铁活塞。第一台柴油机用于发电,已安全运行3000多小时。第二台柴
王洪民[10]（2006）在《钢质活塞结构工艺分析及制造》文中提出自1860年第一台发动机问世以来，活塞应用于发动机的历史已经延续了近一个半世纪。发动机发展的历史是一个低功率、低效率、低转速向大功率、高效率、高速度发展的过程。特别是近几十年来，由于更多的新技术、新材料被应用，发动机性能有了进一步的提高。活塞作为发动机心脏零件，必须具有承受更高热负荷和机械负荷的能力。而铝合金用作活塞材料，其性能几经优化与改善，已经达到极限，已经不能满足发动机进一步提高功率的要求，采用新的活塞材料和新结构成为必然趋势。 钢铁材料由于其高强度、高的热力学性能和优良的热加工和机械加工工艺性，成为进一步提高活塞性能的首选材料。其中40Cr和42CrMo、HT250、QT-600等材料已经被应用于中低速、大马力内燃机车活塞制造，并表现出了优良的特性。但是，钢铁材料由于具有较大的密度，不经过特殊的结构设计，不易满足发动机轻量化设计的要求，所以在中小缸径大马力发动机上的应用还不多见。 本文结合国内外钢铁材料在活塞上的应用，提出了一种适用于中小缸径发动机的钢质活塞结构——摩擦焊接组合式活塞，并利用几种活塞分析软件和发动机台架试验，对该种钢质活塞结构进行了认真分析和试验对比。同时结合材料成型与加工原理，分析了各种活塞结构工艺性的优劣，从理论和实践上确定了中小缸径发动机进一步提高功率的途径。
二、铸铝活塞的超声波探伤（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铸铝活塞的超声波探伤（论文提纲范文）
（1）铸铝镶圈活塞Al-Fe结合区加工质量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 国外对铸铝镶圈活塞的研究 |
| 1.2.2 国内对铸铝镶圈活塞制造的研究 |
| 1.3 课题研究的方法、内容与目的 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 活塞Al-Fe结合区加工现状及问题分析 |
| 2.1 活塞铸造、热处理工艺 |
| 2.1.1 铸铝镶圈活塞的材料分析 |
| 2.1.2 铸造工艺的编制 |
| 2.1.3 热处理工艺的编制 |
| 2.2 活塞机械加工工艺 |
| 2.2.1 机械加工工艺的编制要点 |
| 2.2.2 机械加工工艺的编制步骤 |
| 2.2.3 活塞机械加工工艺的制定 |
| 2.2.4 活塞结合区的机械加工工艺 |
| 2.3 结合区质量问题描述 |
| 2.3.1 结合区存在缝隙和孔洞不达标 |
| 2.3.2 Al-Fe结合区的结合率不达标 |
| 2.3.3 结合区在车削后出现新缝隙 |
| 2.3.4 结合区车削后的粗糙度不达标 |
| 2.4 结合区质量问题分析 |
| 2.4.1 对结合区缝隙、孔洞和结合率不达标的分析 |
| 2.4.2 对车削后结合区出现新缝隙的分析 |
| 2.4.3 对结合区车削后的粗糙度不达标的分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 结合区加工优化工艺及实验验证 |
| 3.1 针对结合区缝隙和结合率不达标的铸造工艺优化 |
| 3.2 铸造优化工艺实验验证 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 铸造实验结果及分析 |
| 3.3 针对结合区新缝隙及粗糙度不达标的机械加工工艺优化 |
| 3.3.1 活塞结合区切削实验方案 |
| 3.3.2 优化的结合区机械加工工艺 |
| 3.4 机械加工优化工艺实验验证 |
| 3.4.1 实验方案 |
| 3.4.2 机械加工实验结果及分析 |
| 3.5 生产验证及效益分析 |
| 3.5.1 小批量生产验证 |
| 3.5.2 实际应用效果评价 |
| 3.5.3 经济效益分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 本文的不足及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（2）含有裂纹的铸造态铝合金活塞材料电磁热止裂强化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 铸造态铝合金活塞材料常见缺陷类型 |
| 1.3 含有裂纹铸造态铝合金修复类型及优缺点 |
| 1.4 电磁热效应止裂及强化原理 |
| 1.5 电磁热止裂技术的研究现状 |
| 1.5.1 理论研究现状 |
| 1.5.2 实验研究现状 |
| 1.5.3 数值模拟研究现状 |
| 1.6 本文的课题来源及研究内容 |
| 第2章 含有裂纹的铸造铝合金材料止裂强化的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 断裂力学理论知识 |
| 2.2.1 应力强度因子 |
| 2.2.2 应变能密度因子 |
| 2.3 综合应力强度因子求解 |
| 2.3.1 理论模型 |
| 2.3.2 热应力强度因子的确定 |
| 2.3.3 机械载荷应力强度因子的求解 |
| 2.3.4 综合应力强度因子的确定 |
| 2.4 电热应变能密度因子求解 |
| 2.4.1 应变能密度因子的求解 |
| 2.4.2 体变能密度因子和畸变能密度因子的确定 |
| 2.4.3 算例分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 含有裂纹的铸造铝合金材料止裂强化的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ANSYS 软件介绍 |
| 3.3 电磁热止裂强化的基本方程 |
| 3.3.1 电传导方程 |
| 3.3.2 考虑相变潜热的控制方程 |
| 3.3.3 起始条件和边界条件 |
| 3.3.4 非线性耦合热弹性热应力方程 |
| 3.3.5 非异元位移法的应力强度因子的方程 |
| 3.3.6 应变能密度因子的方程 |
| 3.4 含有裂纹的铸造铝合金试件的止裂强化的数值分析 |
| 3.4.1 模型参数 |
| 3.4.2 数值模拟方法 |
| 3.4.3 裂尖网格划分 |
| 3.4.4 脉冲放电后构件内电流密度分布 |
| 3.4.5 脉冲放电瞬间裂尖处温度场分布 |
| 3.4.6 脉冲放电瞬间裂尖处应力场分布 |
| 3.4.7 综合应力强度因子 |
| 3.4.8 应变能密度、畸变能及体变能分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含有裂纹的铸造铝合金构件止裂强化的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含有裂纹的铸铝合金止裂强化的实验原理及装置 |
| 4.2.1 含有裂纹的铸铝合金止裂强化的实验原理 |
| 4.2.2 含有裂纹的铸铝合金止裂强化的实验装置 |
| 4.3 含有裂纹的铸铝合金止裂强化试验 |
| 4.3.1 实验试件及其加载装置 |
| 4.3.2 止裂强化工艺参数 |
| 4.4 止裂强化效果及讨论 |
| 4.4.1 脉冲放电前后裂尖宏观形貌对比分析 |
| 4.4.2 放电电压对止裂效果的影响 |
| 4.4.3 脉冲放电前后裂尖微观组织对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 含有裂纹铸铝合金材料的超声波检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铸铝超声波无损检测的可能性 |
| 5.3 超声波探伤裂纹的判断方法 |
| 5.4 铸件探伤的特点 |
| 5.5 铸件探伤的方法 |
| 5.6 实验设备及参数 |
| 5.7 含有裂纹铸铝活塞的超声波无损探伤实验 |
| 5.7.1 缺陷的严重程度表征 |
| 5.7.2 检测工艺要求 |
| 5.7.3 实验结果及分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）一种新型镶圈活塞自动检测机械装置设计（论文提纲范文）
| 1 总体设计 |
| 2 滚轴传动装置设计 |
| 3 探头调节装置设计 |
| 4 检测实例 |
| 5 结束语 |
（8）计算机在镶环活塞Al-Fe结合质量自动检测中的应用（论文提纲范文）
| 1 检测系统硬件设计 |
| 1.1 机械装置 |
| 1.2 计算机检测系统 |
| 2 软件设计 |
| 3 检测试验 |
| 4 结论 |
（10）钢质活塞结构工艺分析及制造（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钢质活塞开发的意义 |
| 1.1.1 国内市场对大马力发动机的需求日趋迫切 |
| 1.1.2 传统铝合金活塞发动机现状 |
| 1.1.3 钢铁材料在活塞制造方面具有明显的优势 |
| 1.2 本课题研究的主要工作 |
| 第2章 活塞的工作状况及其结构与材料 |
| 2.1 活塞的主要作用 |
| 2.2 活塞的工作条件 |
| 2.2.1 活塞承受的机械负荷 |
| 2.2.2 活塞承受的热负荷 |
| 2.2.3 磨损严重 |
| 2.3 活塞的典型构造及各部位的作用 |
| 2.3.1 活塞顶部 |
| 2.3.2 活塞环槽区 |
| 2.3.3 活塞裙部 |
| 2.4 活塞材料及其结构类型 |
| 2.4.1 活塞材料的要求 |
| 2.4.2 活塞材料的发展历史与现状 |
| 2.4.3 活塞的结构类型 |
| 2.4.3.1 整体铝合金活塞 |
| 2.4.3.2 整体铸铁活塞 |
| 2.4.3.3 组合式活塞 |
| 2.4.3.4 整体锻钢活塞 |
| 2.4.3.5 其他类型 |
| 2.4.4 本章小节 |
| 第3章 摩擦焊接式锻钢结构活塞方案的确定 |
| 3.1 问题的提出 |
| 3.2 国外活塞结构方案的分析 |
| 3.3 新式锻钢活塞结构方案的初步选定 |
| 3.4 活塞毛坯制造工艺与材料选择 |
| 3.5 活塞头部与裙部的连接 |
| 3.6 活塞各部位设计 |
| 3.7 本章小节 |
| 第4章 钢质活塞有限元分析计算 |
| 4.1 有限元模型 |
| 4.1.1 有限元网格 |
| 4.1.2 静力计算边界条件 |
| 4.1.3 传热边界条件 |
| 4.1.4 载荷条件 |
| 4.1.4.1 活塞的机械负荷 |
| 4.1.4.2 活塞的热负荷 |
| 4.2 活塞温度场计算结果 |
| 4.3 活塞综合应力 |
| 4.4 活塞疲劳评价 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 钢活塞毛坯的制造 |
| 5.1 活塞头部和裙部锻造成型 |
| 5.2 活塞头部与裙部的粗加工 |
| 5.3 毛坯的摩擦焊结 |
| 5.3.1 焊接工艺方案的确定 |
| 5.3.1.1 焊机吨位的确定 |
| 5.3.1.2 摩擦焊机电动机的选择 |
| 5.3.2 焊接生产技术方案 |
| 5.3.3 毛坯焊接的实施 |
| 5.3.3.1 所用焊机及工艺规范 |
| 5.3.3.2 焊接飞边的状态 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6章 活塞焊缝性能检测及发动机台架试验 |
| 6.1 焊缝性能检测 |
| 6.1.1 焊接接头金相组织及分析 |
| 6.1.2 焊接接头硬度分布 |
| 6.1.3 超声波探伤 |
| 6.1.4 摩擦焊试验结论与建议 |
| 6.2 发动机台架试验 |
| 6.2.1 发动机有关性能、特性概念 |
| 6.2.2 台架试验情况 |
| 6.2.3 发动机台架试验结论与建议 |
| 6.3 本章小节 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间获得的科研成果 |
四、铸铝活塞的超声波探伤（论文参考文献）
- [1]铸铝镶圈活塞Al-Fe结合区加工质量研究[D]. 盛伟. 上海交通大学, 2015(01)
- [2]含有裂纹的铸造态铝合金活塞材料电磁热止裂强化研究[D]. 赵东升. 燕山大学, 2013(02)
- [3]铸铝活塞的超声波探伤[J]. 北京内燃机总厂技术科物理组. 理化检验.物理分册, 1975(04)
- [4]铸铝活塞的超声波探伤[J]. 北京内燃机总厂技术科物理组. 理化检验通讯(物理分册), 1976(04)
- [5]铸铝活塞的超声波探伤[J]. 北京内燃机总厂技术科物理组. 理化检验.物理分册, 1976(04)
- [6]一种新型镶圈活塞自动检测机械装置设计[J]. 雷毅,余焱群. 机械设计, 2005(02)
- [7]锻钢活塞摩擦焊工艺研究[J]. 张屹林,高占雨. 焊接, 2008(12)
- [8]计算机在镶环活塞Al-Fe结合质量自动检测中的应用[J]. 雷毅. 制造业自动化, 2003(02)
- [9]16V240Z型柴油机整体薄壁球墨铸铁活塞研究[J]. 陈寿宝,申澎运,周家齐. 机车车辆工艺, 1982(03)
- [10]钢质活塞结构工艺分析及制造[D]. 王洪民. 山东大学, 2006(12)