機械破壞負(fù)荷出處

《電氣工程名詞》第一版。 2100433B

1998年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

柴油機的缸內(nèi)爆發(fā)壓力一直在不斷提高，造成活塞組缸套摩擦副的機械負(fù)荷和熱負(fù)荷大幅度增加。受缸蓋螺栓預(yù)緊載荷、活塞做周期性的高速往復(fù)運動、柴油機缸體的剛度不均勻以及冷卻不均勻產(chǎn)生的影響缸套容易產(chǎn)生變形。

對于缸套而言，其在正常工作工況下，受到預(yù)緊力、爆發(fā)壓力、往復(fù)慣性力以及活塞側(cè)擊力等機械載荷的影響。在進(jìn)行機械負(fù)荷分析時，需要更為完善地考慮缸套在靜態(tài)和動態(tài)條件下，機械負(fù)荷對氣缸套應(yīng)力及應(yīng)變的影響。

影響缸套變形的主要機械載荷因素分別為缸蓋螺栓預(yù)緊力、缸內(nèi)爆發(fā)壓力及主軸承座載荷；影響缸套應(yīng)力變化的主要機械載荷因素是缸蓋螺栓預(yù)緊力。

柴油機在冷機工況下，可能會影響氣缸套變形的機械載荷包括缸蓋螺栓預(yù)緊力、主軸承螺栓預(yù)緊力及主軸承座軸瓦過盈裝配等因素的影響。在正常工作工況下，柴油機氣缸內(nèi)爆發(fā)壓力對缸套的作用力主要表現(xiàn)四個方面：

（1）氣體直接作用在缸套上。

（2）氣體作用在缸蓋上，通過缸蓋螺栓傳遞到機體從而影響缸套的應(yīng)力及變形。

（3）氣體作用在活塞組連桿組曲軸，通過主軸承螺栓影響機體主軸承座及隔板的應(yīng)力及變形，使得缸套受到影響。

（4）活塞對缸套產(chǎn)生的側(cè)擊力。

活塞承受高速往復(fù)運動產(chǎn)生的慣性力、側(cè)向壓力、摩擦力等多重負(fù)荷的交替作用，必然會導(dǎo)致活塞在工作中的熱損傷和機械損傷。嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致活塞頂部、銷座處出現(xiàn)裂紋、活塞環(huán)膠結(jié)甚至“拉缸”等各種問題。

活塞的機械負(fù)荷損傷主要集中在活塞的銷孔、環(huán)岸等部位。隨著發(fā)動機強化水平的不斷提高，一些高強度的柴油機最大爆發(fā)壓力已達(dá)到 18MPa，歐V排放的發(fā)動機缸內(nèi)最高爆發(fā)壓力已達(dá)到或超過22MPa。這樣活塞的銷孔、環(huán)岸及燃燒室等部位在活塞工作時將長期承受著高頻周期作用的爆發(fā)壓力，高壓力同時又伴隨著高溫度，而在高溫作用下活塞的潤滑狀況變差，嚴(yán)重時潤滑油會膠結(jié)失效，使得活塞摩擦磨損嚴(yán)重。

內(nèi)燃機活塞在高溫、高壓、磨損嚴(yán)重的工作狀況下發(fā)生機械負(fù)荷失效原因相當(dāng)復(fù)雜，影響到活塞裂紋產(chǎn)生的因素也很多，包括鋁合金高溫下的強度、活塞的幾何結(jié)構(gòu)、活塞表面的粗糙度及其受到的機械載荷的性質(zhì)等有關(guān)。在這些龐雜的影響因素中，涉及到金屬材料學(xué)、熱處理、物理化學(xué)和力學(xué)等許多研究領(lǐng)域，因此盡管人們對活塞工作的可靠性問題進(jìn)行了大量研究工作，但尚有許多理論和實際問題未能得到圓滿解決。

巖體破壞 failure of rock mass

巖塊壓碎、巖體結(jié)構(gòu)改組和結(jié)構(gòu)喪失聯(lián)結(jié)的現(xiàn)象。巖體破壞時力學(xué)作用方式和過程稱巖體破壞機理，它是研究巖體破壞的核心問題（見巖石和巖體）。

巖體破壞與巖體結(jié)構(gòu)及環(huán)境應(yīng)力（見巖體中應(yīng)力）狀態(tài)密切相關(guān)。完整結(jié)構(gòu)巖體在低的環(huán)境應(yīng)力(地應(yīng)力)條件下呈脆性的張破裂，在高的環(huán)境應(yīng)力條件下呈柔性的剪破壞或塑性流動變形。

塊裂結(jié)構(gòu)巖體的破壞主要是巖塊沿軟弱結(jié)構(gòu)面滑動。其破壞機理和破壞判據(jù)正在研究中。板裂結(jié)構(gòu)巖體的破壞以板的潰屈破壞為主。碎裂結(jié)構(gòu)巖體破壞比較復(fù)雜，是晚近才認(rèn)識到的破壞現(xiàn)象，在低的環(huán)境應(yīng)力條件下，極大程度上受結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況控制；在高的環(huán)境應(yīng)力條件下結(jié)構(gòu)面作用消失，其破壞機理類似完整結(jié)構(gòu)巖體，主要受巖石性質(zhì)制約。