活塞,是发动机运动副零部件中最重要的零件之一,由于其处于非常高的工作速度,极高的工作温度,恶劣的工作环境,造成发动机新机开发阶段,经常出现活塞故障。其中的活塞裂纹故障模式,是新发动机开发阶段最常见的故障。玉柴WP58柴油机,在样机开发阶段,发动机活塞出现频繁裂纹故障(裂纹位置相同),严重影响了项目开发进度。为了解决此故障,我们从图纸设计、性能开发、机械开发、CAE等几个方面进行了分析、整改、验证和攻关。首先,从零部件本身着手,采用理化手段,对活塞的断裂口进行分析,确认活塞的材料、硬度、金相组织是否正确。其次,安排发动机上台架,实测活塞的工作环境温度分布情况。在CAE仿真分析方面,我们对不同的活塞强化方案进行CAE模拟计算对比,确定最终的活塞正确整改方向。在设计图纸整改方面,针对前面做的一系列基础调查工作和分析工作得到了最终的整改意见,并修改图纸给供应商定制试验样件。样件产出并到位以后,安排将整改后的零部件装配在发动机上,上台架进行性能验证。根据试验结果,确认了整改后的活塞性能和发动机整机性能达标。最终对整改后的活塞进行机械开发验证,试验表明整改后的活塞通过了1000h三超可靠性验证,判定活塞整改有效,故障可以闭环。