Evaluation of the Dynamic Characteristics of AZ91D Crankcase Covers and Boxes

Abstract

Dynamic tests are performed on similarly structured crankcase covers and boxes made of AZ91D magnesium and A380 aluminum alloys. The real vibration and noise control effect of an AZ91D magnesium alloy is evaluated, based on the behavior of the integral frequency response function, which is derived from the measured surface vibrations of the crankcase cover under operating conditions. The results indicate that crankcase covers and boxes made of AZ91D magnesium and A380 aluminum alloys with the same geometry possess similar normal characteristics. Both materials are interchangeable. However, the stiffness of AZ91D crankcase covers and boxes is poor. It is also difficult to obtain good engineering vibration and noise effects in the real structure due to an AZ91D high damping capacity. At the same excitation and frequency response at different structure characteristics, the measurement analysis of time-domain response indicates that methods to strengthen the crankcase box stiffness, such as embedding a main bearing steel sleeve, is favorable for improving the dynamic characteristics of an AZ91D crankcase box.

Динамические испытания проводили на картерных крышках и поддонах аналогичной конструкции, изготовленных из магниевого AZ91D и алюминиевого А380 сплавов. Оценен эффект от применения магниевого сплава AZ91D для контроля реальной вибрации и шума на основании характера интегральной частотной функции отклика, полученной по результатам измерения поверхностной вибрации картерной крышки в рабочем режиме. Результаты показывают, что картерные крышки и поддоны, изготовленные из магниевого AZ91D и алюминиевого А380 сплавов, с одинаковыми геометрическими параметрами имеют аналогичные нормальные характеристики. Оба материала взаимозаменяемы. Однако картерная крышка и поддон из сплава AZ91D обладают низкой жесткостью. Достичь нормального технического уровня вибрации и шума в реальной конструкции также затруднительно, поскольку сплав AZ91D обладает высокой демпфирующей способностью. При одинаковом возбуждении и частотной характеристике конструкции с различными параметрами анализ измерения временной области показывает, что методы увеличения жесткости картерного поддона, например вмонтирование главного стального подшипника скольжения, способствуют улучшению динамических характеристик картерного поддона из сплава AZ91D.