汽车零部件疲劳试验讲解共40页

汽车零件快速疲劳试验方法培训教材目录第一章疲劳的基本知识 21.1概述21.2 变动负荷 21.3 疲劳曲线 31.4 疲劳宏观断口 41.5 S-N曲线与疲劳极限的测定 61.6 疲劳的统计学初步9 第二章S-N曲线的快速测定方法132.1 概述132.2 快速测定方法的假定132.3 虚拟子样法142.4 试验验证152.5 小结18 第三章疲劳极限快速测定方法203.1 概述203.2 疲劳极限快速测定方法研究203.3 国内外同类方法对比243.4 小结25附录－固定射点法的试验验证26 第四章汽车零部件疲劳试验评估方法与试验技巧334.1 概述334.2 试验设计334.3 试验机364.4 夹具设计374.5 试件制备384.6 试件异常失效的处理394.7 若干试验技巧40 第五章汽车零件台架疲劳试验信息的采集、分析及应用435.1 引言435.2 试验信息的获取435.3 试验信息的分析与应用445.4 结束语49第一章疲劳的基本知识1.1 概述许多机械零部件如轴、连杆、齿轮、弹簧等，都是在变动载荷作用下工作的，它们工作时所承受的应力通常都低于材料的屈服强度。

机件在这种变动载荷下，经过较长时间工作而发生断裂的现象叫做金属的疲劳。

疲劳断裂与静载荷下的断裂不同，无论是静载荷下显示脆性或韧性的材料，在疲劳断裂是都不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，因此，具有很大的危险性，常常造成严重的事故。

据统计，在损坏的机械零件中，大部分是由金属疲劳造成的。

因此，研究疲劳断裂的原因，寻找提高材料疲劳抗力的途径以防止疲劳断裂事故的发生，对于发展国民经济有着重大的实际意义。

金属疲劳有各种不同的分类方法。

根据机件所受应力的大小，应力交变频率的高低，通常可分为两类：一类为应力较低，应力交变频率较高情况下产生的疲劳，即通常所说的疲劳或称高周疲劳。

另一类为应力高（工作应力近于或高于材料的屈服强度），应力交变频率低，断裂时应力交变周次少（小于104～105）的情况下产生的疲劳，称为低周疲劳（或称低循环疲劳），也称应变疲劳。

发动机曲轴疲劳试验
发动机曲轴疲劳试验是用于评估发动机曲轴在长时间使用过程中的疲劳寿命和耐久性能的试验。

这种试验是对曲轴的持久性能进行验证和验证，以确保发动机在使用过程中不会发生曲轴断裂或破损等问题。

在曲轴的疲劳试验中，通常会模拟实际工作条件下的负载和应力。

测试人员会将曲轴安装在试验台上，并根据设计要求施加一定的载荷和应力。

载荷和应力可以通过施加重量或压力来实现。

在试验过程中，试验台会以不同的转速和运行时间来模拟实际工作条件。

在试验中，会定期监测曲轴的位移、变形和应力等参数。

这些数据用于评估曲轴的疲劳特性。

试验通常会持续一段时间，直到曲轴达到设计寿命或出现疲劳失效。

发动机曲轴疲劳试验是发动机研发和生产过程中非常重要的一部分。

通过这种试验，可以评估曲轴的耐久性能，并对发动机进行改进和优化。

这有助于提高发动机的可靠性和耐久性，减少故障和损坏的风险。

汽车厂是怎样做疲劳耐久性试验的？汽车耐久性试验是为了考核整车、系统、子系统和零部件可靠性的一组试验，疲劳耐久寿命是耐久性试验考核的重点。

在车辆开发领域，耐久性、疲劳、寿命和可靠性这几个概念常常混为一谈，其实他们是有联系又有区别的。

· 汽车的耐久性是指其“保持质量和功能的使用时间”，一般汽车企业对整车耐久性的要求都是XX年或XX万公里，为了达到整车的耐久性，就需要整车、系统、子系统和零件分别满足各自的耐久性要求。

·疲劳是指试件或构件材料在交变应力与交变应变的作用下，裂纹萌生、扩展，直到小片脱落或断裂的过程称为疲劳。

汽车在行驶时不断受到来自路面不平而引起的路面冲击载荷，同时还受到转向侧向力、驱动力和制动力的作用。

这些力一般都随着时间发生变化。

另外，汽车发动机本身也是一个振动源。

因此，汽车在行驶过程中处于一个相当复杂的振动环境中，其各个零部件一般都会受到随着时间发生的应力、应变的作用。

经过一定的工作时间，一些零部件就会发生疲劳损坏，出现裂纹或断裂。

据统计，汽车90%以上的零部件损坏都属于疲劳损坏。

· 可靠性是指产品在规定条件和规定时间内产品可能完成规定功能（可靠的/存活），可能完不成规定功能（不可靠的/失效）。

因此，可靠度是产品在规定条件，规定时间内，完成规定功能的概率。

· 汽车及其零部件的失效寿命是个随机变量，具有统计性质，一般而言，符合2参数威布尔分布，或者高斯分布。

一般采用B10寿命来评估汽车及其零部件的寿命，即要求汽车零部件达到这个寿命时发生失效的概率为10％，或者说可靠度为90％。

目前，轿车的设计寿命一般是16万公里。

很多汽车零部件的设计寿命（B10寿命）就是16万公里。

也可以这样理解，一大批汽车零部件中，达到设计寿命（B10寿命）时要求有90%的产品还能够正常工作。

所以现代可靠性的概念已经包括了汽车耐久性的概念。

为了使汽车产品具有需要的工作寿命和可靠性，行业内已经广泛采用了一套设计、分析和试验的流程。

汽车零部件的疲劳失效分析主要内容疲劳失效分析基础Ø金属材料疲劳断裂的定义、特点Ø金属疲劳的分类疲劳失效的过程Ø汽车零部件疲劳失效特点Ø引起汽车零件疲劳失效的原因Ø疲劳失效的过程Ø疲劳失效的特征：载荷的影响汽车零部件疲劳失效案例Ø轴类零件Ø杆类零件Ø管件类零件Ø弹簧类零件Ø齿轮类零件Ø螺栓类零件案例01案例-EQ6102增压喷射泵联结轴01案例-EQ6102增压喷射泵联结轴03案例-连通轴04案例-横拉杆05案例-转向垂臂销子06案例-高压油泵柱塞套失效分析07案例-增压器回油管失效分析与改进08案例-客车钢板弹簧09案例-调整臂弹簧10案例-无声链条11案例-六档齿轮12案例-后桥主减主动轮13案例-变速箱太阳轮14案例-变速箱中间轴常啮合齿轮15案例-42CrMo螺栓16案例-减振器螺栓疲劳失效分析基础金属材料疲劳断裂的定义、特点定义：许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。

在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。

特点：1）载荷应力是交变的；2）载荷的作用时间较长；3）断裂是瞬时发生的；4）无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。

所以，疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂形式。

金属疲劳的分类金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种：1）高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。

它是最常见的一种疲劳破坏。

高周疲劳一般简称为疲劳。

2）低周疲劳：指在高应力（工作应力接近材料的屈服极限）或高应变条件下，应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。

由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。