ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ФОТОМЕХАНИКИ НАПРЯЖЕНИЙ НА КОНТУРЕ ОТВЕРСТИЯ МАСЛЯНОГО КАНАЛА ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Коленчатые валы разрушаются от усталости в местах наибольшей концентрации напряжений. Такими участками являются выходы отверстия для смазочного материала на коренных и шатунных шейках вала и у галтелей в сопряжениях шеек со щеками. Запасы прочности в этих местах имеют минимальное значение. При расчетах коленчатых валов коренные шейки рассчитываются только на кручение, а шатунные на изгиб и кручение. На первом этапе исследований в ранее выполненных работах [2; 3] изучено влияние размера галтели, связывающей щеку и шатунную шейку на распределение напряжений от изгиба в плоскости колена, а в работах [4-6] дополнительно изучено распределение напряжений от кручения шатунной шейки. В настоящей работе изложена оригинальная методология определения интенсивности контурных напряжений отверстия масляного канала, вызванных нагрузками кручения и изгиба шеек коленчатого вала, возникающих в рабочем цикле двигателя внутреннего сгорания, физическим моделированием на оптических прозрачных плоских моделях методом фотоме-ханики. Разработана и изготовлена оснастка для выполнения модельных экспериментов для нагружения моделей коленчатого вала деформациями изгиба и кручения. Выполненные исследования позволили установить качественную и количественную составляющую напряжений на контуре отверстия масляного канала от деформаций изгиба и кручения его шатунной шейки.

PHOTOMECHANICAL IVESTIGATION OF STRESSES ON THE CONTOUR OF CRANKPIN OIL HOLE IN A CRANKSHAFT OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Crankshafts fail from fatigue in locations of the greatest stress concentration. Such areas are the openings of lubricant holes on crankpin and main journals of the shaft and the fillets between webs and journals. Factors of safety in these locations are minimal. When analyzing crankshafts, the main journals are analyzed for torsion only and the crankpins - for both bending and torsion. The influence of fillet size on bending stress distribution in the plane of the cranks was investigated in the first stage of studies [2; 3] and the distribution of torsional stresses of the crankpin was further studied in [4-6]. This paper presents an original methodology for determining the intensity of stresses in oil hole openings caused by torsion and bending loads on crankshaft journals that arise in the working cycle of internal combustion engine by physical modeling with optical transparent flat models according to the method of photomechanics. The necessary rigging equipment for the experiments of bending and torsional loading of crankshaft models was designed and manufactured. The performed analysis made it possible to establish the qualitative and quantitative factors that affect the stresses on the contour of oil hole opening from bending and torsion induced deformations of the crankpin.