根据实际运行载荷进行零部件试验
Deriving laboratory fatigue tests for automotive components from service data
根据实际运行载荷进行零部件试验
Types of test 试验类型
? Single load application ? 单轴加载
? Multiple load applications ? 多轴加载
? Constant amplitude (sine wave) ? 恒定幅值 （正弦波载荷 ）
? Block program (historical method) ? 组合信号 （ 目前已不常用 ）
? Variable amplitude (customer loading) ? 变化幅值 （路面随机载荷 ）
Suspension components 悬架部件
Upper -lower control arms 上下控制臂控制臂
Axle beams 车轴
Leaf springs–this will be our example
钢板弹簧–本次的举例部件
Fundamental questions for
component design validation ? What loads do I use?
? How many cycles are required to validate the design of my product?
零部件设计验证的基本问题
? 施加多大载荷？
? 进行多少次循环？
What can the designer tell us?
设计人员能告诉我们什么 ?
This is useful data … .. 这些是有用的数据 … …
to calculate the maximum load and stress 去计算最大载荷和应力
Nominal and local strain 名义应变与局部应变
? The strains we calculate or measure are nominal strains
? The maximum strains in an engineering component will occur at discontinuities on the surface and are called local strains
? 我们计算和测量得到应变为 名义应变
? 在工程部件中表面不连续的部分通常存在较大应变，我们称为局部应变 。
Compare chemical properties to find equivalent material in data base with mechanical properties
比较化学成分从数据库中找到等效材料
Get the material properties … 获得材料属性 …
Strain life curve 应变寿命曲线
Look at stress strain curve for material ……… .. 查看材料的应力应变曲线 ……… ..
Lifetime determination 确定部件的使用寿命
Palmgren -Miner linear damage calculation Palmgren -Miner 线性损伤计算
Vehicle dynamic loads … 车辆动态载荷 …
Spring rate from service data 从实际运行数据得到的刚度曲线
Fatigue concentration factor
? Different materials have different sensitivities to high stress
? Expressed as “ notch sensitivity –q”
? Fatigue concentration factor, K f is related to the stress concentration factor K t
Kf = 1+q(K t-1)
1 <=K f <=K t
疲劳集中系数
? 不同的材料对高应力具有不同的敏感度
? 这种敏感度称为 “ notch sensitivity ，表”示为 q
? 疲劳集中系数 Kf与应力
集中系数 Kt 相关Kf = 1+q(K t -1)
1 <=K f <=K t
Life prediction based on strain data –fatigue concentration factor
基于应变数据进行寿命预测–疲劳集中系数
What FCF do we use?
? For purpose of determining equivalent test cycles it does not matter we comare test life with service life using the samecalculation.
? However, for an absolute realistic life it does matter.
? We can estimate the FCF from a knowledge of service failures.
选用多大的疲劳集中系数 ?
? 若是进行 A 、B两种部件的比较，以得到试验的等效循环次数为目的，选用多大的疲劳集中系数均没有关系－我们采用同样的计算方式比较试验寿命和运行寿命就可以了。
? 但是，要得到部件的理想疲劳寿命，它的选择有着很大关系。
? 我们可以从对部件实际运行的失效寿命和失效方式的理解上对其进行估计。
Damage to estimated life 根据损伤估计寿命
计算 1800μS幅值下循环次数
我们来看一看野外失效里程 …
现在计算 FCF 使试验场数据与野外失效一致 … 假设两者的载荷谱一致
现在我们得到了室内试验的目标寿命 … .
? 应变幅值 = 1,800 μ S ? 循环次数 = 0.7E5
? N50 寿命 = 5.3E5km
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