汽车零部件疲劳试验

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。

疲劳试验标准疲劳试验是评价材料、零部件及构件在交变应力作用下的疲劳性能的重要手段，也是确定材料寿命和安全可靠性的关键方法之一。

疲劳试验的标准化对于保证产品质量、提高产品可靠性具有重要意义。

本文将介绍疲劳试验标准的相关内容，以便于广大工程技术人员更好地了解和应用疲劳试验标准。

1. 疲劳试验标准的概述。

疲劳试验标准是制定和规范疲劳试验的技术文件，包括试验方法、试验条件、试验设备、试验程序、试验数据处理和分析等内容。

疲劳试验标准的制定是为了保证疲劳试验的科学性、准确性和可比性，为产品设计、制造和使用提供可靠的数据支持。

2. 疲劳试验标准的分类。

根据不同的试验对象和试验条件，疲劳试验标准可分为金属材料疲劳试验标准、非金属材料疲劳试验标准、零部件疲劳试验标准等。

其中，金属材料疲劳试验标准包括拉伸-疲劳试验、弯曲-疲劳试验、扭转-疲劳试验等；非金属材料疲劳试验标准包括塑料材料疲劳试验、复合材料疲劳试验等；零部件疲劳试验标准包括轴承疲劳试验、焊接接头疲劳试验、螺栓连接疲劳试验等。

3. 疲劳试验标准的应用。

疲劳试验标准的应用范围涉及到航空航天、汽车、船舶、轨道交通、机械制造、电子电气、建筑工程等多个领域。

通过遵循疲劳试验标准，可以评价材料和构件在实际工作条件下的疲劳性能，为产品的设计、选材和使用提供科学依据，有助于提高产品的可靠性和安全性。

4. 疲劳试验标准的发展趋势。

随着科学技术的不断发展和进步，疲劳试验标准也在不断完善和更新。

未来，疲劳试验标准将更加注重多学科交叉融合，推动疲劳试验技术与先进制造技术、数字化技术、材料基因工程等领域的深度融合，为实现高效、精准、智能的疲劳试验提供更加可靠的技术支持。

5. 结语。

疲劳试验标准是疲劳试验工作的基础和指导，对于提高产品质量、保障产品安全具有重要意义。

各行各业的工程技术人员应当重视疲劳试验标准的学习和应用，不断提升疲劳试验技术水平，为推动工程技术的发展和进步做出更大的贡献。

汽车零部件疲劳耐久试验背景介绍汽车零部件的疲劳耐久性能对于汽车的安全和可靠性至关重要。

在汽车运行过程中，各种零部件都会受到复杂的力学和热力学载荷的作用，长期以来，疲劳失效一直是汽车设计与制造中的一个严重问题。

因此，对汽车零部件的疲劳耐久性能进行准确可靠的试验和评价显得非常重要。

本文将介绍汽车零部件疲劳耐久试验的重要性、试验方法以及试验过程中涉及到的一些关键技术。

试验的重要性汽车零部件在长期使用过程中会受到频繁的振动、冲击和变形等力学载荷的作用，这些载荷可能会导致零部件产生疲劳裂纹并最终失效。

因此，对汽车零部件的疲劳耐久性能进行试验是确保汽车安全可靠的关键环节。

通过疲劳耐久试验，可以评估零部件在真实工况下的寿命和可靠性。

通过分析试验结果，能够为零部件的设计和制造提供重要的参考依据，指导工程师们进行设计和材料选择。

同时，试验结果也可以为汽车制造商和维修人员提供有关零部件维修和更换周期的参考。

试验方法1. 材料准备在进行疲劳耐久试验之前，首先需要准备合适的试验样品和材料。

样品通常由汽车零部件的重要结构部分制作而成，例如悬挂系统、转向系统、发动机部件等。

材料的选择应根据零部件的具体工作环境和力学要求来确定。

2. 试验装置进行疲劳耐久试验需要合适的试验装置。

一般来说，试验装置由试验台、驱动系统、载荷传感器等组成。

试验台应具备稳定的结构和可调节的试验参数，以满足不同试验要求。

驱动系统用于施加加载力，而载荷传感器用于采集试验过程中零部件受到的载荷信息。

3. 试验过程疲劳耐久试验一般分为两个阶段：载荷谱制定与应力历程修正阶段和试验加载阶段。

在载荷谱制定与应力历程修正阶段，根据实际使用条件和统计数据，制定合适的载荷谱。

载荷谱是描述零部件受到的力学载荷的时间历程曲线。

然后，根据材料的应力应变性能，对实际工况下的载荷谱进行修正，以得到逼近实际使用条件下的应力历程。

在试验加载阶段，根据修正后的应力历程对试验样品进行加载。

汽车零部件疲劳寿命检验流程与标准汽车零部件疲劳寿命检验是一项非常重要的工作，它可以确保汽车零部件在长期使用中的可靠性和安全性。

下面将介绍一下汽车零部件疲劳寿命检验的流程与标准。

汽车零部件疲劳寿命检验的流程可以分为以下几个步骤：1. 制定测试计划：根据零部件的使用条件和设计要求，制定测试计划。

测试计划应包括测试的时间、加载方式、测试样品的数量和要求等内容。

2. 制作测试样品：根据测试计划，制作符合要求的测试样品。

测试样品的制作应按照产品设计图纸和工艺要求进行，确保样品的尺寸和材质等与实际使用的零部件一致。

3. 进行疲劳加载测试：将测试样品放置在疲劳加载设备中，按照设定的加载方式进行加载测试。

疲劳加载设备可以模拟实际使用过程中的加载条件，例如道路震动、振动等。

加载测试的过程中需要监测并记录样品的应力、变形、振动等数据。

4. 监测和评估：在加载测试过程中，需要实时监测和记录样品的应力变化，以及其他相关数据。

通过对这些数据进行分析，可以评估样品在疲劳加载下的疲劳寿命。

5. 制定测试结论：根据实际测试结果，制定测试结论。

如果样品在设定的测试次数内没有发生断裂或破坏，可以认为样品的疲劳强度满足要求，具有较长的疲劳寿命。

如果样品在测试过程中出现断裂或破坏，需要对样品进行分析，找出断裂或破坏的原因，并提出改进措施。

除了以上的测试流程，还需要参考相关的标准来进行汽车零部件疲劳寿命检验。

目前国内外常用的标准包括国际ISO、国内GB、行业标准等。

这些标准规定了疲劳测试的方法、加载条件、测试样品的要求、评估指标等内容。

根据不同的零部件类型和使用条件，可以选择适合的标准进行测试。

总而言之，汽车零部件疲劳寿命检验是一项极其重要的工作，它可以确保汽车零部件在长期使用中的可靠性和安全性。

通过制定测试计划、制作测试样品、进行疲劳加载测试、监测和评估以及制定测试结论等步骤，可以有效地进行疲劳寿命检验。

同时，参考相关的标准也是必不可少的，这些标准规定了疲劳测试的方法、加载条件、测试样品的要求等内容。

汽车钢板弹簧疲劳试验规程研究汽车钢板弹簧疲劳试验是评估钢板弹簧在使用过程中的疲劳寿命和性能稳定性的重要手段，对于确保汽车悬挂系统的正常运行具有重要意义。

本文将对汽车钢板弹簧疲劳试验规程进行研究，并探讨其原理和关键技术，以提高试验的可靠性和精确性。

钢板弹簧是一种常用的汽车悬挂系统零部件，它由多个钢板片堆叠而成。

在汽车行驶过程中，弹簧会受到连续的冲击和振动载荷，这对弹簧的疲劳寿命和性能稳定性提出了较高的要求。

为了确保汽车悬挂系统能够安全可靠地工作，必须对钢板弹簧进行疲劳试验，以评估其在使用寿命内的表现。

汽车钢板弹簧疲劳试验规程中，主要包括试验方法、试验装置、试验条件和试验评价指标等内容。

试验方法可以分为静载试验、疲劳试验和疲劳寿命试验三种。

其中，疲劳试验是模拟实际行驶条件下的振动和冲击载荷，通过施加一定的载荷频率和振幅，在一定的试验时间内观察和记录弹簧的变形和破坏情况，以评估其疲劳寿命。

疲劳寿命试验是在一定的试验条件下，使弹簧连续疲劳加载，直到达到破坏要求为止，通过统计和分析破坏时间和破坏形态，确定其疲劳寿命。

试验装置是保证试验过程中载荷施加和测量准确的关键。

通常采用液压或电动加载装置，通过控制系统提供稳定的载荷频率和振幅。

为了保证试验的可靠性和精确性，必须对试验装置进行标定和校准，确保载荷施加的准确度和稳定性。

试验条件是指试验过程中的环境条件，如温度、湿度和振动频率等。

这些条件对于弹簧的疲劳性能和寿命有着重要影响。

试验应该在一定的温度范围内进行，以模拟实际使用条件下的环境。

同时，试验中应该记录试验过程中的振动和冲击载荷情况，并进行分析和评估。

试验评价指标是用来评估弹簧疲劳性能和寿命的指标。

常用的指标有刚度保持率、变形保持率和破坏形态等。

刚度保持率是指弹簧在疲劳试验后的刚度与初始刚度之比，反映了弹簧在疲劳加载过程中的变化情况。

变形保持率是指弹簧在疲劳试验后的变形与初始变形之比，反映了弹簧在疲劳加载后的变形恢复能力。

汽车的疲劳试验标准
汽车的疲劳试验旨在评估汽车零部件和整车在实际使用条件下的疲劳寿命和可靠性。

疲劳试验会模拟汽车在长时间使用和不同工况下的振动、冲击和应力，以确保汽车在使用寿命内保持安全可靠。

以下是一些与汽车疲劳试验相关的标准和测试项目：
1. ISO 16750-3:2012：该标准规定了汽车电气和电子设备的环境试验，包括疲劳测试和持久性测试。

这些测试涉及振动、冲击和温度循环等环境条件下的性能和可靠性。

2. GB/T 17565-2019：中国国家标准中的汽车零部件的疲劳试验标准，涉及着多种试验方法，包括弯曲疲劳、扭曲疲劳、拉伸疲劳等，以评估汽车零部件在多种应力和工况下的疲劳寿命。

3. ASTM E1049 - 85(2013)：这是一项美国材料和试验协会（ASTM）发布的标准，规定了各种材料的疲劳试验方法，也有一些方法适用于汽车零部件的疲劳测试。

4. 客户特定标准：许多汽车制造商会根据自身的要求和
标准，独立制定疲劳试验的测试标准，以确保汽车在各种应力条件下的安全可靠性。

这些标准不仅在现有汽车制造中被广泛采用，也在新车型开发和零部件大批量生产的研发和生产中进行应用。

通过这些标准所规定的疲劳试验，可以评估汽车在不同工况下的寿命和可靠性，从而确保汽车产品的质量和安全性。

浅析汽车零部件疲劳试验疲劳是汽车零部件的基础属性之一，各类部件的疲劳上限和下限很大程度上影响着汽车性能，了解其疲劳问题、试验方法是对零部件疲劳属性进行优化的基础。

基于此，本文以汽车零部件疲劳破坏过程作为切入点，从宏观和微观角度展开分析，再以此为基础，分别就汽车零部件疲劳分析计算、汽车零部件疲劳试验设计、汽车零部件疲劳试验过程与结果展开论述，为后续工作的开展提供参考。

标签：汽车零部件；疲劳试验；循环载荷；塑性应变；弹性应变零部件疲劳强度是其质量的核心指标，是指材料经无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。

通常情况下，任何金属材料都不可能做无限多次交变载荷试验，当其作为汽车零部件投入使用后，会在长期工作中出现种种形变，损伤零部件功能，当这种损伤积累达到一定限度，就会出现破坏。

疲劳试验可对零部件的疲劳强度进行测试，了解参数并寻求改进。

一、汽车零部件疲劳破坏过程汽车零部件的疲劳破坏可分为多种类型，但其基本原理是相同的，即零部件在循环载荷作用下，在局部最高应力处的晶粒上形成微裂纹，然后发展成较大裂纹，裂纹继续扩展，最终导致疲劳断裂。

换言之，零部件的疲劳破坏分为裂纹形成、扩展和瞬断3个阶段。

对常规的疲劳破坏进行分析，可以发现大部分零部件的初始破坏往往出现于亚表面，即从大晶粒处穿晶断裂，形成亚微观的疲劳裂纹，这种裂纹可能十分微小，无法得到发觉，在零部件持续工作中，受到外荷载的影响，裂纹会沿切应力方向持续扩大，造成较大的裂纹，使零部件严重破损。

宏观上看，可着眼于零部件的塑性应变和弹性应变两个指标。

在汽车零部件工作过程中，循环荷载是持续存在的，其应力水平随工作态势的变化存在差异，当应力处于较低水平时，零部件的弹性应变起主导作用，随着应力水平的持续提升，塑性应变不断积累，渐渐成为主导疲劳破坏的核心因素。

因此，单纯以塑性应变/弹性应变的应力水平进行疲劳寿命的描述，都是不科学的。

综合对两类应变进行考虑，可明确一个关键指标，即“过渡寿命点”，过渡寿命点P的右侧，表示低应力水平循环区，是弹性应变为主导的区域，过渡寿命点P的左侧，表示高应力水平循环区，是塑性应变为主导的区域，塑性应变（线条1）、弹性应变（线条2）和总应变（线条3）的寿命曲线如图1所示。

D=S1N1+S2N2 +…+S n Nn=ni=1∑S i Ni当D=1时，表示疲劳寿命已耗尽，预测发生了疲劳破坏。

实验数据表明，各种情况下，D值相当分散，并非都等。

况且疲劳损伤能否像上述线性理论中设想的简单叠加，也需要进行深入的研究。

这是因为在前面的应力循环会对后继的应力循环带来影响，同时后继应力循环也会对前面已经形成的损伤带来进一步的影响。

考虑到该假设的不精确性和缺点，有时也假设积累损伤D为小于1数时也会发生疲劳破坏。

当然，损伤的形成过程相当复杂，而线性积累损伤理论由于计算简单，概念直观，所以在工程中广泛应用于疲劳寿命计算。

这里只简单提供积累损伤理论，还有其他计算理论，不再陈述。

1.3随机振动的分析方法图1S-N曲线图23σ区间它表示：的时间应力值在-1σ~+1σ之间；的时间应力值在-2σ~+2σ之间；99.73%的时间应力值在-3σ~+3σ之间；因而，在利用Miner定律进行疲劳计算时，力处理成三个区间：应力区间发生的时间-1σ~+1σ68.3%的时间-2σ~+2σ27.1%的时间-3σ~+3σ 4.33%的时间该方法的前提是，大于3的应力仅仅发生在0.27%的时间内，假定其不造成任何损伤。

在利用定律进行疲劳计算时，将应力处理成上述总体损伤的计算公式就可以写成：+n2σ+n3σ图3随机振动分析流程2.2支架的功率谱密度（PSD）汽车上不同位置的配件所承受的功率谱密度函数PSD）不一样，如车身、发动机、变速箱、行走机构等。

本文中的支架属于车身上配件，受不良路面（比利时路）产生随机振动。

图4为支架上应施加的功率谱密度振动波形及相应数值，另外对于产品的随机振动测试还可参考国标[2]上的规定。

图4车身配件宽带随机振动波形图2.3支架的模态分析和频响分析在ANSYS中提供完全法和模态叠加法两种算法进行频率响应分析，本案例使用的是模态叠加法，即通过对模态分析得到的振型（特征值）乘上因子并求和来计算结构的响应。

LMS在零部件疲劳耐久性试验评价中的应用彭辉何荣国胡文伟上海大众汽车有限公司，上海，201805摘要本文介绍了LMS Tecware和FALANCS LifeStat软件在零部件（以轿车支承座为例）疲劳耐久性试验评价中的应用。

提出了制定试验规范的一般方法，可供在其它零部件疲劳试验评价中参考。

关键词LMS Tecware FALANCS LifeStat 疲劳耐久性试验评价 试验规范Fatigue life evaluation of the automotive partsusing LMSPeng Hui He Rongguo Hu WenweiShanghai Volkswagen,shanghai,201805Abstract This paper introduces the application of LMS Tecware and FALANCS LifeStat to fatigue life evaluation of the automotive parts (here for example:bracket). It can also extract the general method to set up the test standard for fatigue life evaluation of other parts.Key Words LMS Tecware FALANCS LifeStat fatigue life evaluation test standard1导言某轿车支承座是后桥和车身间的一个冲压连接件（见图1），一直采用进口材料生产。

为了提高国产化率，降低成本，供应商拟采用国产材料生产，这就需要进行合理的疲劳耐久性试验评价。

由于没有针对该车型支承座的试验规范，需要根据实际使用载荷情况，制定试验规范，作为试验评价的依据。

LMS Tecware 和FALANCS LifeStat可以协助完成疲劳耐久性试验评价。

汽车零部件加速疲劳试验方法研究摘要：本文首先对汽车零部件的加速疲劳试验的原则进行了总结，随后对常见加速疲劳试验方法进行了阐述，最后提出了非线性强化载荷谱法。

此方法可以实现很好的加速效果，而且该方法能够使失效机理的不变性得到很好的保持。

关键词：汽车零部件；加速疲劳；试验方法引言：进行加速疲劳试验目的是对加速疲劳试验结果和设计载荷谱的结构零部件的疲劳失效状况间的相关性进行探讨，相关人员能够按照试验结果对结构零部件设计载荷谱的服役疲劳寿命和它的失效形式进行推断，出于保障加速疲劳试验的结果和结构零部件的疲劳失效状况间带有相关性的目的，需要按照准则进行试验。

一、汽车零部件的加速疲劳试验的准则就全尺寸结构的汽车零部件而言，其加速疲劳试验的结果和设计载荷谱的零部件疲劳失效状况的相关性需要包括试验载荷和具体荷载标准的相似性和试验的失效位置和具体使用标准的失效位置之间具备一致性，此外，预测的试验失效时长和具体使用时的疲劳寿命间需要具备当量关系。

出于使汽车零部件工作的工作变得更加精准与可靠的目的，需要尽量对全部对疲劳性能造成影响的因素进行计算。

要想使相对Miner法则能够成立，需要依靠两个相似载荷谱之间的相似度，相似性条件如下文所示：首先，对两组相似载荷谱来说，其重要峰值和谷值的顺序需要是相同的或者是相近的，换句话说，需要确保两组相似载荷谱都具备相似载荷次序的特性。

其次，对这两组相似载荷谱来说，它们的重要峰谷值的大小需要具备比例关系或者近似具有比例关系，其比例因子需要尽量趋近于1，限制与影响会由于载荷强度存在差异而导致两组相似载荷谱之间存在失效机理方面的差别。

事实上，上文提到的两个相似性条件能够对试验载荷谱和设计载荷谱的相似性进行定义，它的目标是为两组相似载荷谱之间的失效机理或位置的一致性提供保障。

二、汽车零部件的加速疲劳试验方法（一）使试验加载频率得到提升的方法一般来说，在非高温环境与非腐蚀性环境背景下，而且在不超过100Hz的低频范围中，对金属材料来说，它们的疲劳性能不会受到加载频率的严重限制。

汽车零部件疲劳寿命预测模型的设计及优化人们在购买汽车时，除了关注其外观、功能和价格等因素外，对汽车的品质和安全性也有着较高的要求。

汽车的缺陷导致的交通事故往往是不可挽回的，因此汽车生产企业必须对汽车零部件的质量和寿命进行严格把控和测试。

其中，疲劳寿命是评定零部件质量的重要指标之一。

本文将探讨汽车零部件疲劳寿命预测模型的设计及优化。

一、疲劳寿命的概念疲劳寿命是指材料或构件在一定的载荷和循环次数下发生崩溃的时间。

在汽车行业中，疲劳寿命被广泛应用于零部件质量测试和评估中。

例如，一辆汽车的发动机需要经受不断的振动和往复运动，假如某个零部件的疲劳寿命不足，则很可能导致该零部件失效，可能会对车辆或行人造成威胁。

二、疲劳寿命预测模型目前，疲劳寿命预测模型主要采用有限元分析和试验相结合的方法。

有限元分析利用数学模型来模拟材料和结构在不同工况下的应力和应变状态，以便确定零部件的疲劳寿命。

试验则通过对零部件进行不同负载下的实验，得出零部件的疲劳试验曲线和疲劳极限。

通过比较两种方法的结果，可以得出较为准确的疲劳寿命预测结果。

三、疲劳寿命预测模型的优化疲劳寿命预测模型的精度和可靠性对于汽车生产企业来说至关重要。

因此，随着科学技术的不断进步和汽车生产企业的高度竞争，如何提高疲劳寿命预测模型的精确度也成为了一个热点问题。

在此，我们介绍一些优化方法：1.材料力学性能分析：材料的疲劳寿命首先取决于材料本身的力学性能。

对于汽车生产企业而言，通过对原材料进行力学性能分析，可以为疲劳寿命预测模型的建立提供参考。

2.负载仿真：通过对汽车零部件在不同实际工况下的负载状况进行仿真分析，可以更好地确定疲劳载荷的作用程度，从而提高疲劳寿命预测模型的精度。

3.试验数据分析：通过对疲劳试验数据的分析，可以对疲劳寿命预测模型进行修正和优化。

例如，对试验数据中的异常点进行剔除和筛选，可以减小模型的误差。

四、总结汽车零部件疲劳寿命预测模型的设计及优化是一个复杂而重要的问题。