汽车链疲劳寿命分布规律
汽车链疲劳寿命威布尔分布形状参数的探讨
近年来 , 随着链传动技术的不断发展 , 新型的汽 车发动机越来越重视并广泛地应用了正时链 、机油泵 链 、共轨泵链 、高压泵链 、平衡轴链等 (以下简称 “汽车 链 ”) , 通 常 , 汽 车 链 的 工 作 点 已 远 超 出 由 ISO1082321996 《链传动选择指导 》的功率曲线所限 定的转速和功率范围之外 , 由于汽车链的高速 、大载 荷 、强耐磨以及速度与载荷的交变特征 , 已使其失效 机制和失效形式发生了根本变化 , [1 - 3 ] 从而构成了 新的前沿研究领域 , 也是国内链条制造业亟待解决和 汽车主机厂极为关注的关键技术 。因而对汽车链疲劳 寿命分布规律及其分布参数的变化规律进行探讨是至
由表 1可知 , 随着试验载荷水平的提高 , 其形状 参数值逐渐增大 。 213 不同链板材料滚子链的形状参数
在以往的试验研究中 , 分别对链板材料为 45Mn、 40Mn的 16A 21滚子链在 0122Q 下进行了疲劳寿命试 验 (每组 7个链段 ) 。计算求出的 45Mn 的形状参数 为 11347 9; 40Mn的形状参数为 11343 2。2种材料的 滚子链疲劳寿命威布尔分布的形状参数值没有多大变 化。
试验中汽车链疲劳断裂的是内链板 , 在威布尔概 率纸上对试验数据进行威布尔拟合检验 , 结果表明 , 在所进行的高应力试验条件下 , 汽车链的疲劳寿命服 从两参数的威布尔分布 (其位置参数 γ= 0) 。其概率
14
润滑与密封
第 34卷
密度为 :
f (N )
高速汽车链的疲劳可靠性试验.
高速汽车链的疲劳可靠性试验本文运用成组法和升降法对汽车发动机用滚子链06BT-1和齿形链CL04T-9进行了疲劳可靠性试验。
通过对试验数据的处理,得到了两种链条疲劳可靠性寿命的分布规律,并建立与不同可靠度相对应的疲劳寿命和载荷水平之间的关系曲线。
通过对两种方法的试验结果的比较分析,得到一种适用于汽车链的疲劳可靠性试验方法,用来指导汽车链的可靠性试验研究,以达到节省试验时间和减少试验成本的目的。
取得的主要成果如下:1.根据ISO15654-2004(传动用精密滚子链条疲劳试验方法)中规定的链传动疲劳试验规范,利用综合试验法(成组法和升降法)进行高速汽车链的疲劳性能试验,绘制疲劳寿命曲线:F-N曲线及R-F-N曲线;2.通过将本项目所采用的疲劳试验方法与现有的试验方法的结果对比分析,探讨了综合试验方法中成组法和升降法的“谐应”关系,提出具有我国自主知识产权的实用的高速汽车链的疲劳试验方法和可靠性评价体系;本课题所研究的汽车链高速特性的成果不仅可用于指导汽车主机厂、发动机主机厂进行汽车链系统可靠性设计,也可为链传动生产企业提出获取可靠性试验数据的有效方法,为制定疲劳可靠性试验评价体系提供依据。
【相似文献】[1]. 谈克雄.升降法准确度研究[J].高压电器, 1987,(01)[2]. 傅惠民,殷刚.二维升降法[J].航空学报, 1998,(06)[3]. 熊峻江,黄新宇,高镇同,夏千友.极大似然法对比试验研究及其试验数据处理[J].航空学报, 1996,(05)[4]. 王殿富.复合加载下结构的疲劳可靠性[J].哈尔滨工业大学学报,1983,(04)[5]. 李仲生.寿命遵循威布尔分布的元件的可靠性计算[J].机械设计与研究, 1994,(02)[6]. 徐义根,刘尚合,魏光辉.升降法数据的可靠性评定[J].军械工程学院学报, 1998,(03)[7]. 边新孝,王小群,谈嘉祯.用三参数威布尔分布求升降法试验的疲劳极限[J].机械设计与制造, 2002,(01)[8]. 赵祖礼,何喜滨,刘水仙,张惠民.升降法测定炸药的冲击感度[J].火炸药学报, 1982,(04)[9]. 谷耀新.机械强度可靠度计算的自适应算法[J].沈阳工业学院学报, 1997,(04)[10]. 陈玲,郭悦虹,周俊.疲劳极限升降法中应力增量选取的讨论[J].天津理工学院学报, 1999,(03)【关键词相关文档搜索】:机械设计及理论; 疲劳可靠性; 成组法; 升降法【作者相关信息搜索】:长春理工大学;机械设计及理论;王淑坤;孙淑红;。
疲劳寿命分布
疲劳寿命分布疲劳寿命分布:认识疲劳寿命曲线,延长机器设备使用寿命1. 什么是疲劳寿命?疲劳寿命是指在受交替应力作用下,机械零部件从开始加载到第一次断裂之间所经历的周期次数。
疲劳寿命直接影响机械设备的使用寿命。
2. 疲劳寿命分布曲线疲劳寿命分布曲线是用来描述疲劳试验样品寿命的统计方法,曲线关注的是注重产品的可靠性和工作寿命。
通常,该曲线呈现出钟形形状。
最常用的曲线是威布尔分布曲线,它是一种密林类型的曲线,可用于描述失效率在寿命期内变化的规律。
3. 疲劳寿命分布曲线的特点疲劳寿命分布曲线的特点是由机器设备使用过程中的各种因素所决定的,例如生产工艺,材料质量,负荷情况,环境条件等。
在疲劳试验中,当应力较小时,试验样品的寿命将呈现出较高的峰值,但是当应力增大时,峰值开始向左移动,表明试验样品的寿命被缩短了。
4. 如何延长机器设备的使用寿命?为了延长机器设备的使用寿命,应对疲劳寿命分布曲线所描述的机器寿命进行充分的理解和有效的控制。
在生产中,可采取一些有效措施:(1)选择优质原材料,改善生产工艺和检验方法,以确保每个部件的质量。
(2)减少设备的过载,避免应力集中,控制应力状态,降低应力峰值。
(3)严格控制生产环境,如温湿度、杂质等,尽量避免过度磨损或腐蚀。
(4)定期对机器设备进行检修、维护和更换,检查设备是否存在疲劳损伤或其它问题。
5. 结论在机械行业中,经常会有机器设备因疲劳损伤而失效,严重影响了生产效率和安全。
因此,我们应该充分认识疲劳寿命分布曲线的规律,通过控制各种因素,延长机器设备的使用寿命。
这样可以保证生产效率和安全,也可以推动机械行业的可持续发展。
疲劳寿命sn曲线
疲劳寿命sn曲线
疲劳寿命S-N曲线是一种确定材料的疲劳特性的方法,它根据材料在一定的疲劳循环条件下的平均疲劳寿命(S)和对应的循环数(N)之间的关系,求出材料在大量不同循环次数下的疲劳寿命。
由于材料的疲劳特性、荷载状态、变形及温度等多种因素的影响,疲劳寿命S-N曲线的形状也各不相同,因此疲劳寿命曲线在不断发展和改进之中。
疲劳寿命S-N曲线不仅可以用来分析材料的疲劳特性,而且可以用来设计和开发新产品。
当我们研究新的材料时,通过疲劳寿命S-N曲线,可以从中汲取更多有益的信息。
研究人员可以利用这些数据来比较不同材料的差异,以及在极端环境下的表现情况。
此外,疲劳寿命S-N曲线也可以用来估算零部件的寿命,从而使设计工程师们能够更加准确地评估产品的使用寿命。
通过观察S-N曲线,设计者们可以清楚地了解哪些零部件影响到整个系统的稳定性和可靠性。
此外,也可以根据曲线上的临界点,添加相应的余量,以防止零部件发生疲劳失效。
最后,疲劳寿命S-N曲线也可以用于诸如机械结构设计这样的应用领域。
在机械结构设计过程中,设计者们可以通过S-N曲线获得材料的疲劳强度,确定各种零件的强度及可靠性,实现其设计方案的最佳化。
总之,疲劳寿命S-N曲线在不断发展和完善之中,给我们带来了更多研究和设计灵感。
通过对材料疲劳特性的研究和分析,有助
于深入理解材料的性能特征,并可以基于此为更加精确的材料预测和产品开发提供参考。
疲劳寿命曲线
疲劳寿命曲线疲劳寿命曲线是指材料在周期应力下疲劳断裂的寿命与应力幅度的关系曲线。
在工程设计中,了解材料的疲劳寿命曲线对于确定材料的安全寿命和使用条件具有重要的意义。
材料在疲劳过程中,由于应力的作用,会在材料内部产生微小的裂纹,这些裂纹在重复的应力作用下会逐渐扩展,最终导致材料的疲劳断裂。
材料的疲劳寿命曲线是指在不同的应力幅度下,材料的疲劳寿命与应力幅度的关系曲线。
疲劳寿命曲线通常由实验获得,可以用来评估材料的耐久性和安全寿命。
疲劳寿命曲线的形状与材料的特性有关,通常可以分为三段。
第一段是高应力区,此时应力幅度较高,材料的疲劳寿命较短。
在这个区域内,材料的疲劳寿命通常受到初始缺陷的影响,如果材料内部存在缺陷,会导致材料的疲劳寿命降低。
第二段是中应力区,此时应力幅度较低,材料的疲劳寿命较长。
在这个区域内,材料的疲劳寿命通常受到材料的内部结构和晶粒大小的影响。
第三段是低应力区,此时应力幅度非常小,材料的疲劳寿命非常长,甚至可以达到无限大。
在工程设计中,疲劳寿命曲线可以用来评估材料的安全寿命和使用条件。
通常情况下,设计师需要根据实际使用条件和所需的安全寿命来选择材料。
如果需要长时间使用材料,需要选择能够在低应力区域保持高疲劳寿命的材料。
如果需要在高应力条件下使用材料,需要选择能够在高应力区域保持较长疲劳寿命的材料。
如果需要在中等应力条件下使用材料,需要选择能够在中应力区域保持较长疲劳寿命的材料。
除了材料的特性,疲劳寿命曲线还受到其他因素的影响,例如温度、湿度、气氛等。
在高温和高湿度条件下,材料的疲劳寿命通常会降低。
在某些特殊气氛下,材料的疲劳寿命也会受到影响。
因此,在实际应用中,需要考虑这些因素对材料疲劳寿命的影响。
总之,疲劳寿命曲线是评估材料耐久性和安全寿命的重要指标,对于工程设计和材料选择具有重要的意义。
在实际使用中,需要根据实际情况选择合适的材料,并考虑其他因素对材料疲劳寿命的影响。
疲劳寿命分布
疲劳寿命分布
疲劳寿命分布是指在特定应力水平下,材料或构件在疲劳载荷作用下发生疲劳断裂的寿命分布情况。
通常情况下,疲劳寿命分布呈现出类似正态分布的形态,即在中心处有一个峰值,两侧呈现出逐渐降低的趋势。
疲劳寿命分布是研究材料和构件疲劳寿命的重要手段。
通过对不同材料和构件的疲劳寿命分布进行统计分析,可以得到材料的疲劳寿命参数,如中值寿命、标准差等,从而对材料的疲劳性能进行评估和比较。
此外,在实际工程中,疲劳寿命分布还可以用来预测材料和构件的寿命、制定检修计划等,具有重要的应用价值。
然而,疲劳寿命分布的分析和研究也存在一些挑战和难点。
其中,最主要的问题是如何确定疲劳寿命分布的参数,如中值、标准差等。
在实际应用中,这些参数的确定需要考虑多个因素,如材料的强度、应力水平、载荷循环次数等,需要进行复杂的统计分析和试验研究。
因此,对于疲劳寿命分布的研究和应用,需要综合运用材料力学、统计学、机械设计等多个学科的知识,以求得更加准确和可靠的结果。
- 1 -。
E-N疲劳寿命
E-N疲劳寿命简介在工程领域中,疲劳是材料和结构失效的常见原因之一。
疲劳寿命是指材料或结构在一系列交替加载后能够承受的载荷次数,称为疲劳寿命。
E-N疲劳寿命曲线是一个在一定应变幅值范围内,应力幅与疲劳寿命之间的关系曲线。
本文将介绍E-N疲劳寿命的基本概念和计算方法,并提供一些常见的应用示例。
E-N疲劳寿命曲线E-N疲劳寿命曲线是一种可用于预测材料或结构在不同应力幅值下的疲劳寿命的曲线。
通常,E-N曲线呈现出应力振幅与疲劳寿命呈反比的关系。
较小的应力幅值将导致较长的疲劳寿命,而较大的应力幅值将导致较短的疲劳寿命。
一般情况下,E-N疲劳寿命曲线可分为几个阶段:高应力强度范围、中应力强度范围和低应力强度范围。
在高应力强度范围,材料的疲劳寿命较短,而在低应力强度范围,疲劳寿命较长。
E-N疲劳寿命计算方法E-N疲劳寿命可以通过实验方法或基于材料力学性质的计算方法来确定。
下面分别介绍这两种常见的计算方法。
实验方法实验方法是通过在疲劳试验机上进行一系列疲劳加载试验来确定材料或结构的疲劳寿命。
实验过程中,不同的应力幅值被施加到试样上,并记录下载荷次数和试样失效的次数。
最终,根据实验数据可以绘制出E-N疲劳寿命曲线。
基于材料力学性质的计算方法基于材料力学性质的计算方法是通过分析材料的应力-应变关系、材料的韧度分析等,结合材料的断裂力学理论,推导出材料的疲劳寿命的计算公式。
这种方法需要对材料的强度性能、断裂韧度和材料的动态响应等进行全面的分析和计算。
E-N疲劳寿命的应用示例以下是一些使用E-N疲劳寿命曲线的应用示例:1.材料选择:根据材料的E-N疲劳寿命曲线,可以选择一个能够满足特定工程要求的材料,在不同应力幅值下有足够长的疲劳寿命。
2.结构设计:在设计构件或结构时,可以根据E-N疲劳寿命曲线来估计材料的疲劳寿命,从而优化设计,提高结构的可靠性和安全性。
3.寿命评估:通过测量材料的应力-应变曲线和应力幅值,可以使用E-N疲劳寿命曲线来评估材料的寿命,以确定其可靠性和使用寿命。
等寿命疲劳曲线
等寿命疲劳曲线引言生命是一个不可逆转的过程,无论是生物还是非生物,都遵循着一个统一的规律:寿命。
寿命是指一个物体从诞生到死亡的时间段,而等寿命疲劳曲线是研究物体寿命变化的一种方法。
在本文中,我们将探讨等寿命疲劳曲线的基本概念、应用领域以及对于延长物体寿命的重要性。
等寿命疲劳曲线的基本概念等寿命疲劳曲线是描述物体使用过程中寿命变化的一种曲线。
在传统的疲劳寿命试验中,将多个相同材料或同一批次的产品进行疲劳试验,记录下各个样本的寿命值。
然后,根据这些寿命值绘制出等寿命疲劳曲线。
等寿命疲劳曲线通常可以分为三个阶段:初期阶段、稳定阶段和衰退阶段。
初期阶段是指物体在开始使用时,寿命较短阶段;稳定阶段是指物体在使用过程中,寿命相对稳定的阶段;衰退阶段是指物体在接近寿命末期时,寿命急剧下降的阶段。
通过观察等寿命疲劳曲线,可以对物体的寿命特性进行深入研究,从而为产品设计、材料选择和使用寿命预测提供参考依据。
等寿命疲劳曲线在工程领域的应用等寿命疲劳曲线在工程领域有着广泛的应用。
以下是等寿命疲劳曲线在不同工程领域中的应用示例:车辆工程在车辆工程中,等寿命疲劳曲线可以用于评估车辆部件的使用寿命和疲劳性能。
通过对发动机、悬挂系统、传动系统等关键部件进行等寿命疲劳曲线测试,可以有效预测各部件的使用寿命,并进行相应的维护和更换策略。
航空航天工程在航空航天工程中,等寿命疲劳曲线可以帮助研究人员评估飞机结构件的使用寿命和疲劳寿命。
通过对飞机机身、机翼、发动机等关键部件进行等寿命疲劳曲线测试,可以更准确地预测飞机结构在使用过程中可能出现的疲劳破损和失效情况,从而提前采取相应的维修和检测措施。
电子产品工程在电子产品工程中,等寿命疲劳曲线可以用于评估电子产品的使用寿命和可靠性。
通过对电子元器件、电路板、电池等关键部件进行等寿命疲劳曲线测试,可以了解电子产品在使用过程中的寿命特性和疲劳寿命,为产品的设计和使用提供参考。
延长物体寿命的重要性延长物体寿命对于提高产品的可靠性和降低维修成本具有重要意义。
疲劳寿命sn曲线
疲劳寿命sn曲线疲劳寿命S-N曲线是一个重要的工程概念,它描述了材料由正常状态到破坏性破裂发生的过程。
S-N曲线定量地描述了材料在某一指定的应力水平和应变水平下的疲劳承受能力。
它可以帮助工程师们进行设计分析和可靠性预测,以便确定系统操作的方式,预防材料失效。
因此,了解和掌握疲劳寿命S-N曲线的原理是非常重要的。
S-N曲线可以概括为两个主要组成部分:疲劳限和疲劳寿命。
S-N 曲线的垂直轴表示每次作用在材料上的一次疲劳应力,一般以MPa单位表示,它定义了材料受疲劳应力时的破坏限;而水平轴则表示该疲劳应力所能维持的周期数n,一般以次数表示。
简而言之,S-N曲线可以表明材料的可靠性,通过描述每次应力对材料寿命的影响。
S-N曲线可以根据应力参数类型的不同,归纳为多种类型。
其中,弯曲应力的S-N曲线如图1所示,由于材料受弯曲应力时比其他类型应力更容易破坏,因此相比其他类型S-N曲线,其破坏应力更为低,疲劳寿命也更短。
例如,对于不均匀曲线,其破坏应力约为200MPa,而对于均匀曲线,其破坏应力约为400MPa。
此外,还有其他多种类型的S-N曲线,如疲劳拉伸曲线、疲劳压缩曲线、拉伸拉断曲线、拉伸应变曲线等。
与弯曲曲线不同的是,这些类型的S-N曲线更稳定,受到应力的影响较弱,不但破坏应力更高,而且疲劳寿命更长。
另外,疲劳寿命S-N曲线还可以用来描述材料在不同温度下失效时的可靠性。
一般来说,随着环境温度的升高,材料的可靠性也会随之减小,同时破坏应力也会减小,即曲线的斜率变小。
因此,工程师们需要合理选择材料以满足特定的温度要求,同时要考虑疲劳寿命S-N曲线的影响,以保证系统的可靠性。
综上所述,疲劳寿命S-N曲线可以作为一种重要的参考,定量地描述材料在某一指定的应力水平和应变水平下的疲劳承受能力,并可以提供关于环境温度影响下材料破坏的重要信息。
因此,了解和掌握疲劳寿命S-N曲线的原理对于工程师们来说至关重要,可以帮助他们合理设计,提高系统的可靠性。
疲劳-总寿命法
ε
' f
2N f
c
∆ε
p
/
2是塑性应变幅值,ε
' f
是疲劳延展性常数(对于多
数金属 ≈ ε f-实际的断裂延展性),c是疲劳延展性
常数(许多金属-0.5到-0.7)。
疲劳与断裂
21
疲劳设计法
通常方法
通常来讲,应用哪个方程?(应力寿命或者应变 寿命法)?全更迭中,应变控制载荷。总应变由弹性 和塑性部分组成,即
疲劳与断裂
29
疲劳裂纹的阻滞
子弹射击
因为几乎所有的疲劳和应力腐蚀疲劳发生在一 部分表面,所以子弹射击引起的压缩应力使部分寿 命有可观的增长。产生的典型的残余应力至少是射 击后材料屈服强度的一半。
子弹射击的优点是残留压缩应力和表面冷工作 的结果。
疲劳与断裂
30
疲劳裂纹的阻滞
子弹射击
屈服应力:疲劳裂纹增长、腐蚀疲劳、应力腐 蚀裂化、氢化裂化、腐蚀、磨损和气穴引起的侵蚀 而增加的抗力。
应变寿命法
载荷可由塑性应变幅值 ∆ε p / 2 代替应力幅值σ a
描组成述,。可在以这发些现情如况下下的,线如性果关图系由:log⎜⎜⎝⎛
∆ε
2
p
⎟⎟⎠⎞与
log(2
N
f
)
疲劳与断裂
20
疲劳设计法
应变寿命法
下面的关系式(Coffin-Manson,1955年)描述了
该行为:
( ) ∆ε p 2
=
∆ε = ∆εe + ∆ε p
22 2
Coffin-Manson表达式可用∆ε p / 2表达。∆εe / 2呢?
疲劳与断裂
22
疲劳设计法
汽车底盘车架设计中的疲劳寿命分析
汽车底盘车架设计中的疲劳寿命分析汽车底盘车架作为汽车的主要部件之一,承担着车辆负荷传递和支撑车身的重要任务。
然而,在日常使用中,车架会承受各种道路条件带来的振动和冲击载荷,因此必须通过疲劳寿命分析来保证其结构的安全可靠性。
疲劳寿命分析是通过分析材料在循环载荷作用下的应力和应变历史来评估结构的使用寿命。
在汽车底盘车架设计中,疲劳寿命分析能够确保车架结构在长期使用过程中不会出现疲劳断裂,从而保证行车安全。
首先,在疲劳寿命分析中,需要进行材料的应力和应变分析。
根据车架的几何形状和所受的载荷条件,可以使用有限元分析方法对车架进行建模,并计算车架各个部位的应力和应变分布。
通过这一步骤,可以得到车架在循环载荷下的受力情况。
其次,在知晓车架的应力和应变分布后,需要进行疲劳寿命预测。
疲劳寿命预测是通过使用经验公式或材料的S-N曲线,将应力幅值和循环次数进行匹配,以确定车架在循环载荷下的寿命。
根据材料的疲劳性能和加载情况,可以预测车架在不同循环载荷下的疲劳寿命。
此外,疲劳寿命分析还需要考虑到材料的变形和应力集中情况。
材料的可塑变形会导致结构在受载过程中的局部应力升高,从而影响其疲劳寿命。
因此,在进行疲劳寿命分析时,需要对车架的变形情况进行分析,并采取适当的设计措施来降低应力集中。
在实际的车架设计过程中,还需要考虑到不同材料的选择和优化。
不同材料的抗疲劳性能不同,因此,在进行车架设计时,需要选择适当的材料并进行结构的优化,以提高车架的疲劳寿命。
此外,在进行材料选择和优化时,还需要考虑到材料的成本、加工性能以及环境要求等因素。
最后,为了确保车架结构的安全可靠性,还需要进行疲劳试验验证。
通过对车架样件进行实验加载,可以验证疲劳寿命分析的准确性,并对车架的设计进行优化。
疲劳试验还可以为车架的维修保养提供参考,预测车架在实际使用中的寿命。
综上所述,汽车底盘车架设计中的疲劳寿命分析是确保车架结构安全可靠性的重要环节。
通过对车架的应力和应变分析、疲劳寿命预测以及材料选择和优化等步骤,可以保证车架在循环载荷下的使用寿命。
连杆部件的疲劳寿命分析
连杆部件的疲劳寿命分析代春香;何泽银;吕和生【摘要】在软件ANSYS中建立连杆的静力有限元模型,并计算其在静载荷下的等效应力.采用名义应力法,考虑连杆材料修正的S-N曲线,在FE-SAFE软件中,将连杆的载荷谱与静力分析结果相结合,计算得出连杆的疲劳寿命.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2016(029)006【总页数】3页(P35-36,39)【关键词】连杆;名义应力法;有限元;疲劳寿命【作者】代春香;何泽银;吕和生【作者单位】四川大学锦城学院机械工程系,四川成都 611731;重庆交通大学城市轨道交通车辆系统集成与控制重庆市重点实验室,重庆 400074;重庆齿轮箱有限责任公司,重庆 402263【正文语种】中文【中图分类】U213.6疲劳破坏是工程结构与机械失效的主要原因之一[1],由于道岔装置承受的是随时间而变化的外部循环作用力,构件会因循环动载荷的作用产生与之相对应的动态应力,从而导致疲劳损伤。
为了提高道岔装置工作的稳定性和可靠性,根据道岔装置的工作特点及连杆的工况分析,有必要对连杆部件开展疲劳研究。
机械结构破坏是随着时间而变化的,其主要形式包括:疲劳裂纹的萌生和最终结构的断裂破坏[2]。
要使装置满足设计的疲劳寿命,要求每个构件都必须达到这一要求,而连杆作为传递力和力矩的重要构件,有必要对其进行疲劳寿命分析[3]。
构件材料本身的疲劳寿命曲线、构件工作载荷谱是构成构件疲劳设计的两个方面,根据计算疲劳的流程计算连杆的疲劳寿命和疲劳安全系数[4]。
连杆的疲劳寿命和疲劳安全系数:因为连杆构件设计的最小使用寿命为50年,故如果通过计算所得的连杆疲劳寿命值大于等于设计值,也就是说其疲劳寿命是满足要求的[5]。
若连杆疲劳安全系数大于等于1.0,则认为其有足够的疲劳安全系数[6]。
计算疲劳安全系数的方法是:将连杆的疲劳载荷都放大m倍,如果这时连杆的疲劳寿命和其设计寿命刚好相等,则m称为连杆的疲劳安全系数。
汽车零部件结构与疲劳寿命分析
汽车零部件结构与疲劳寿命分析第一章:引言随着汽车工业的不断发展,汽车零部件的结构和材料也在不断更新,为汽车行业的革新提供了有力的支撑。
然而,由于汽车零部件需要承受大量的负荷,结构上的漏洞或材料上的瑕疵可能会导致零部件的疲劳寿命降低或损坏,甚至危及驾驶安全。
因此,汽车零部件结构与疲劳寿命的分析与研究具有相当重要的意义。
本文主要围绕汽车零部件的结构和疲劳寿命展开一系列的讨论和分析,旨在提供给读者们一些关于汽车零部件的更深层次的了解。
第二章:汽车零部件结构的基本原理汽车零部件结构设计的目的在于满足车辆的使用需求和性能要求,为驾驶员和乘客提供安全,舒适,稳定的行驶体验。
这就要求汽车零部件需要具有良好的强度和稳定性。
汽车零部件的结构设计包括两个方面,一是结构几何学,二是材料。
结构几何学:汽车零部件的几何形状,例如液压缸体,发动机缸体等,这些零部件需要结合其使用环境的特征来设计。
材料:合适的材料可以供应足够的强度,使得在外界负荷的作用下,汽车零部件不会发生失效。
第三章:汽车零部件疲劳寿命的分析疲劳寿命指的是产生疲劳破坏的循环载荷下,零部件增长裂纹的时间。
各种类型的汽车零部件都可能会经过一定的循环载荷,从而导致疲劳破坏。
因此,每种汽车零部件的疲劳寿命都成为研究的重点。
1. 疲劳寿命的三个阶段(1)裂纹萌芽阶段:也叫低频疲劳阶段,当循环载荷的幅值较小,载荷次数较少时,可能形成发生疲劳破坏的缺陷。
此时,汽车零部件的疲劳寿命还不会显现,但这一阶段会为后续裂纹扩展做出重要的贡献。
(2)稳定扩展阶段:也叫中频疲劳阶段,此阶段的裂纹速度与应力幅度呈线性关系。
此时,疲劳裂纹需要增长到一定长度,才会导致零件失效。
(3)不稳定扩展阶段:也叫高频疲劳阶段,此阶段裂纹扩展速度是急速增加的。
此时,零部件很快会出现严重疲劳裂纹,并引起失效。
2. 影响疲劳寿命的因素(1)工作条件:承受的载荷种类,方向,大小,频率,工作环境等都将影响疲劳寿命。
材料力学的疲劳寿命分析
材料力学的疲劳寿命分析疲劳寿命是材料力学中一个重要的概念,它指的是材料在受到循环加载后发生疲劳破坏之前所经历的循环次数。
在工程设计和结构分析中,准确预测和分析材料的疲劳寿命至关重要,因为它直接影响着材料的可靠性和使用寿命。
一、疲劳破坏的基本原理材料在受到循环加载时,会发生微观裂纹的形成和扩展,导致材料的强度和韧性逐渐降低,最终导致疲劳破坏。
疲劳破坏的过程可以分为三个阶段:裂纹形成、裂纹扩展和破坏。
1. 裂纹形成阶段当材料受到应力加载时,存在缺陷和不均匀性,这些缺陷和不均匀性会导致应力集中。
在循环加载下,应力集中区域会产生局部塑性变形,并逐渐形成微小裂纹。
2. 裂纹扩展阶段一旦形成微小裂纹,循环加载会导致裂纹逐渐扩展。
这个阶段通常被称为裂纹扩展阶段,裂纹的扩展速率与应力幅、裂纹长度和材料的疲劳性能有关。
3. 破坏阶段当裂纹扩展到一定长度时,材料会因为强度和韧性的降低而发生破坏。
这个阶段是疲劳破坏的最终结果,材料在此时失去了重要的功能和可靠性。
二、疲劳寿命分析方法为了准确预测和分析材料的疲劳寿命,工程师和科学家开发了多种不同的疲劳寿命分析方法。
下面介绍几种常用的方法。
1. 应力范围法应力范围法是最简单和常用的疲劳寿命分析方法之一。
它基于材料的应力应变关系,并通过测量和计算加载的应力范围来估计疲劳寿命。
2. 应力域法应力域法考虑了应力的变化范围和频次对疲劳寿命的影响。
它将应力和应力范围绘制在应力-寿命曲线上,以确定疲劳寿命。
3. 塑性行为法塑性行为法通过考虑材料的塑性行为,如应力应变曲线的形状和材料的硬化行为,来进行疲劳寿命分析。
这种方法更适用于高强度材料和复杂加载情况下的分析。
4. 线性弹性应力法线性弹性应力法是一种基于材料的线性弹性行为进行疲劳寿命分析的方法。
它假设材料的疲劳寿命与应力幅有关,通过测量和计算应力幅来评估疲劳寿命。
三、影响疲劳寿命的因素除了疲劳寿命分析方法,还有一些其他因素会对材料的疲劳寿命产生影响。
高速汽车链的疲劳可靠性试验研究的开题报告
高速汽车链的疲劳可靠性试验研究的开题报告
一、选题的背景
高速汽车链是目前汽车传动系统中广泛使用的一种链条传动方式。
随着汽车使用年限的增长和日常使用的频率增加,高速汽车链往往会出现疲劳断裂的问题,严重影
响了汽车行驶的安全性和可靠性。
因此,针对高速汽车链的疲劳可靠性问题开展试验
研究,具有重要的理论和实践意义。
二、选题的目的和意义
本研究旨在通过高速汽车链的疲劳试验研究,探讨高速汽车链的寿命特性和疲劳机理,旨在提高高速汽车链的可靠性和安全性。
三、选题的研究内容和方法
本研究的主要内容为高速汽车链的疲劳试验以及疲劳断裂机理的分析。
为了达到这个目的,需要通过多个试验测试,收集高速汽车链在不同工作条件下的试验数据,
进而进行数据分析和计算。
同时,还需要引入有限元分析方法来分析高速汽车链的应
变分布以及断裂位置分布,以进一步理解高速汽车链的疲劳机理。
四、选题的预期结果和应用价值
本研究预计得到高速汽车链的疲劳性能指标,包括高速汽车链的寿命特性、断裂强度等,同时也将揭示高速汽车链的疲劳断裂机理。
通过本研究,能够为高速汽车链
的设计和制造提供重要的理论指导,并且为后续的汽车传动系统研究提供参考和借鉴。
此外,还能够提高高速汽车链的可靠性和安全性,为汽车行驶的安全提供重要保障。
sn疲劳寿命曲线
sn疲劳寿命曲线疲劳寿命曲线(SN曲线)是一种材料疲劳性能的描述方式,是用来衡量材料在受到交变载荷作用下所能承受的循环载荷次数的一种曲线。
这条曲线连接着材料的应力水平与循环次数,可以有效地评估材料的寿命。
疲劳是材料在受到交变载荷作用下的应力累积作用下发生的失效现象。
长期以来,疲劳失效一直是工程界的一个重要问题。
在现代工程中,大量的零件都会面临疲劳失效的威胁,因此了解材料的疲劳行为对工程设计和材料选择都非常重要。
疲劳寿命曲线是通过实验来获得的。
一般情况下,需要制备一系列的试样,在不同的应力水平下进行交变载荷的实验,记录下试样在不同循环次数下的失效情况,然后根据实验结果绘制出疲劳寿命曲线。
疲劳寿命曲线的形状通常可以分为三个阶段。
在曲线的起始阶段,也称为N阶段,试样的寿命很短,此时试样在较小的循环次数下就会发生失效。
在这个阶段,试样的强度是最高的,但由于强度不断下降,试样会很快失效。
随着循环次数的增加,试样进入到了曲线的第二个阶段,也称为S 阶段。
在这个阶段,试样在较小的应力水平下能够承受更多的循环次数,强度逐渐稳定。
这个阶段的特点是试样的寿命随着循环次数的增加而增加,但增加的速率逐渐减慢。
最后,试样进入到曲线的最后一个阶段,也称为W阶段。
在这个阶段,试样的强度已经下降到最低,试样的寿命会迅速减少,直至完全失效。
这个阶段的特点是试样的寿命随着循环次数的增加而减少,而减少的速率逐渐加快。
疲劳寿命曲线的形状与材料的特性密切相关。
不同材料的疲劳寿命曲线可能不同,甚至相同材料在不同的条件下也可能有差异。
材料的疲劳强度、硬度、塑性等特性都会影响到疲劳寿命曲线的形状。
疲劳寿命曲线的研究对于工程设计和材料选择都非常重要。
通过对材料进行疲劳试验,可以得到该材料在不同应力水平下的疲劳寿命曲线,从而可以评估材料的疲劳性能。
根据曲线的形状,可以预测材料在实际工程应用中的寿命,并且可以进行材料改进和工程设计的优化。
总之,疲劳寿命曲线是描述材料在受到交变载荷作用下所能承受的循环载荷次数的一种重要曲线。
疲劳寿命计算公式
疲劳寿命计算公式
疲劳寿命是指一种材料从它的制造时就显示出的有限的使用寿命,这种使用寿命是由于使用所产生的不可逆转的疲劳的累积而被限制的。
疲劳寿命也可以被称为“疲劳寿命限制”,指的是材料可以存活,但是它只能够在特定的结构强度水平上使用,一旦超过这一水平就会受到破坏。
计算疲劳寿命的公式
计算疲劳寿命的公式不同于普通的物体的公式,因为它更复杂,不仅要考虑物体的物理和化学特性,还要考虑其疲劳性能,方法是把这些参数作为变量来计算。
疲劳寿命公式通常是:S = N/A,中S表示疲劳寿命,N表示工作循环数,A表示疲劳系数。
疲劳系数A取决于循环荷载,一般来说,当循环荷载增大时,A 也会增大,从而减少疲劳寿命。
疲劳寿命计算的原理
疲劳寿命计算的原理是基于一个原理,即随着材料受多次的疲劳荷载的能量耗散,材料的强度和韧性会逐渐降低,从而使材料的强度,刚度和耐疲劳性都会降低,直到最终材料破碎。
疲劳寿命在不同材料间的差异
不同材料的疲劳性能不同,也就是说,一种材料能够承受的荷载次数是另一种材料承受的荷载次数的多少倍。
换句话说,它的疲劳寿命也不同。
如金属的疲劳寿命比塑料的疲劳寿命要长,而同一种金属
的疲劳寿命也有着巨大的差异,比如纯铝的疲劳寿命比铝合金的疲劳寿命要长得多。
疲劳寿命的意义
疲劳寿命的意义在于可以帮助设计者更好地了解材料的耐疲劳性能,帮助他们更好地设计产品,减少产品在使用过程中发生故障和破坏的可能性。
结论
疲劳寿命是一个很复杂的计算公式,它要考虑到很多方面,比如材料物理和化学特性以及疲劳性能,从而帮助设计者更好地了解材料的耐疲劳性能,更好地设计产品,以减少产品在使用过程中发生故障和破坏的风险。
资产评估师《机电设备评估》知识点疲劳寿命曲线
资产评估师《机电设备评估》知识点:疲劳寿命曲线知识点:疲劳寿命曲线
1.零件的疲劳寿命与零件的应力和应变水平有关,它们之间的关系可以用疲劳寿命曲线表示(S-N曲线)
(1)种类:应力-寿命曲线(σ-N曲线),应变-寿命曲线(δ-N曲线)。
(2)数学表达式:σmN=C(6-11)
式中:m、C——材料常数。
图6-3S-N曲线
【小结1】水平起始点M对应的应力值σ叫做疲劳极限。
①疲劳极限:是可以承受无限次应力循环而不会发生疲劳破坏的最大应力。
②疲劳极限比材料静强度极限要低得多。
【小结2】对应M点的横坐标叫做循环基数,用符号N0来表示,N0一般是107,但是对于具体的材料、具体的循环特征,N0有所不同。
①在N0点右边的部分,是无限寿命区,如果承受的应力小于疲劳极限,试件就可以承受无限次应力循环而不发生疲劳破坏;
②N0点左边的区域为有限寿命区,又称为条件疲劳极限,即当材料所承受的最大应力大于它的疲劳极限时,只能承受有限次应力循环,而不能是无限次。
③N低于104~105时对应的有限寿命区称为低周疲劳区。
④在有限寿命区,应力和循环次数的关系用方程σmN=C来表示。
【提示】S-N曲线是由标准试件测试得出的,对于实际零件尺寸和表面状态与试件有差异,常存在由圆角、键槽等引起的应力集中,所以,在使用时必须引入应力集中系数K、尺寸系数ε、和表面系数β。
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第6期孟繁忠,等:汽车链疲劳寿命分布规律・891・
表Ho进行抽样检验方法的设计。
在以往的普通工业链条的疲劳寿命分布规律研究中”j,试验水
平一般取o.22Q,o.25Q,O.28Q,o.30Q,o.33Q,但是由于汽车链06BT在结构设计、选材及其热处理方面与普通滚子链有较大的差异∞’7|,并且试验测得在0.22Q载荷水平时,其疲劳寿命接近于无限,为了与以往研究的工业链条的检验规范具有可比性,取试验载荷水平为O.25Q,0.28Q,0.30Q,0.33Q,0.35Q。
对于汽车链06BT,已知其疲劳寿命Ⅳ服从m=2.o(对应于Js=O.25Q)的两参数的威布尔分布,如以可靠度o.9的可靠寿命Ⅳ0,为可靠性的评定指标(%.。
=5×106),Ⅳ为实验截止时间,取使用风险卢=o.1,可在威布尔分布可靠寿命Ⅳ0。
抽样检验表(见表3)中m=2.0的一栏中找出可供选择的多个抽样方法。
如:取聘=5,A。
=0,由于^∥Ⅳ09=2.0907,则:Ⅳ=2.0907×Ⅳo.9=1.40535×107,随着n和4。
的变化,抽样方法还会有多个,表3列出了其中的几种,可供选择。
表3正常载荷水平下的抽样检验
Table3SampliIlgtest哪der肿maIl的d
2.2加速试验的抽样检验
为了尽量缩短试验截止时间,节省试验费用,寻求用加速试验方法来评定产品的可靠寿命是十分重要的。
在确定加速试验的过载应力水平时必
须同时考虑到要保持其疲劳失效机理不变。
实验表明,较适宜的过载水平为(0.25珈.35)Q。
取加速抽样的试验载荷分别为0.30口和o.33Q:对于汽车链06BT,已知其疲劳寿命Ⅳ分别服从m=2.5(对应于s=o.30Q)和m=3.3(对应于S=0.33Q)的两参数的威布尔分布,如以可靠度为o.9的可靠寿命Ⅳo.,为可靠性的评定指标(Ⅳ0。
=5×106),取厣=0.1,可在威布尔分布可靠寿命Ⅳo,抽样检验表中m=2.5和m=3.3的栏中找出可供选择的多个抽样方法,列于表4。
由表4可以看出,加速试验(0.30Q载荷水平)的抽样检验比正常载荷(0.25Q载荷水平)节省时间
14%,加速试验(0.33Q载荷水平)的抽样检验比正常载荷(O.25Q载荷水平)节省时间25%,从而
可节省试验时间,降低试验成本,提高工作效率。
考虑到失效模式,建议过载水平为O.30Q珈.33Q。
表4嘶BT加速试验的抽样检验
Table4S锄pHngtestby舵celemtingt鼯t0f循BT
3汽车链06BT链板疲劳裂纹微观分析
对汽车链06BT链板的疲劳裂纹在电子显微镜(×1000)下进行微观分析,其断口形貌如图2所示。
(a)o.25Q载荷水平
(b)O.40Q载荷水平
图2汽车链06BT链板疲劳断口形貌
Fig.2Cnckappea翔nceofautomot.vechain嘶BT
plate。