拉伸弯曲试验一般程序

拉伸弯曲试验一般程序
拉伸弯曲试验一般程序

拉伸试验一般程序

拉伸试验一般包括母材、焊接接头及焊缝熔敷金属的拉伸试验。因它们的取样位置不同,所以其拉伸试验测定的性能所代表的对象也就不同。对焊接试件的材质、规格和测定对象等参数,并确定检测要求与验收标准,然后,依据相应标准来截取试样样坯,确定试样形状和尺寸,选择合适的试样机等,同时要确定该焊接试件拉伸试验测定的性能指标。

(1)拉伸试样的制备

1)试样加工。拉伸试样上的焊缝余高应用机械方法去除,通常选择万能铣床进行铣削加工或刨床进行刨削加工,使之与母材平齐,试样的棱角应倒圆,圆角半径不得大于1mm。

2)试样尺寸。式样的形式根据需要进行选用。

1.焊接接头试样。对于焊接接头来说,通常选用的是板型的拉伸试样,当试件采用两种或两种以上焊接方法时,试样厚度通常为板厚或管厚。如果试板厚度超过30mm,可以制取两个或几个试样一次进行拉伸实验,每个试样的厚度一般要相等,以取代试板全厚度的单个试样。两个或几个的受拉面应包括每一种焊接方法的焊缝金属。

应用机械方法将试样样坯加工成焊接接头板型拉伸试验,形状和尺寸如下图示。

板型拉伸试样尺寸

总长L 根据试验机确定夹持部分宽度 B B+12

平行部分宽度板 b ≥25

管 B D≤76,B=12;D>76,B=20

平行部分长度l >Ls,+60或Ls+12

过渡圆半径r ≥25

2.焊缝及熔敷金属的拉伸试样。焊缝及熔敷金属的拉伸试样夹持部分允许有未加工的焊缝表面和母材。形状和尺寸如下图。

焊缝及熔敷金属拉伸试样的尺寸

一般尺寸短试样长试样

d0

rmin

l L l L 单双肩螺纹

3±0.25 2 2

5d0 l+d0 10d0 l+d0

6±0.1 3 3.5

10±0.2 4 5

3.试样尺寸的测量。试样横截面尺寸应在标距l的两端及中间处分别测量,并选用三处横截面积测量中的最小值为实验实测值。测量试样原始横截面尺寸量具的最小刻度应符合表4-1-5要求。如图4-1-5所示,试样横截面面积按下式计算:

板材S0=a0b0

圆钢S0=l/(4πd2)

圆管S0=πa0(D0-a0)

弧形S0=b0{1+b02/6D0(D0-2a0)}

式中S0——试样平行长度部分的原始横截面面积

a0——试样的原始长度

b0——试样平行长度部分的原始宽度

d——试样的原始半径

D0——管接头试样加工前试件的原始半径

表4-1-5 测量试样原始横截面尺寸的量具最小刻度

横截面尺寸范围量具最小刻度

1.0-

2.0 0.005

2.0-10.0 0.01

>10.0 0.05

3.试样原始标距的标记。可采用两个或一系列等分小冲点或细划线标出原始标距,标记不应影响试样拉伸断裂。计算比例试样的原始标距时,对于短比例试样应修约到5mm的倍数,对长试样应修约10mm的倍数。

测量试样尺寸的计量具由计量部门按检定周期进行检定,周期为一年,以确保实验结果的准确性。

弯曲试验试样的制备

(1)弯曲试验式样样坯的截取

1)截取位置。弯曲试样形式有板状和管接头条状两种。通常都是用板状试样。

2)截取尺寸。弯曲试样样坯的宽度应大于试样的宽度(B)3-5mm,以保证加工的试样达到尺寸要求。

(2)试样加工。

1)试样应用机械方法加工。弯曲试样上焊缝余高或垫板应采用机械方法去除,试样的拉伸面应该平齐且保留焊缝两侧中至少一侧的母材原始表面,试样拉伸面的棱角应倒圆,圆角半径不得大于2mm。

2)弯曲试样的形状和尺寸。

1.母材弯曲试样尺寸。母材厚度α小于30mm的各种板材后宽度大于100mm的带材的弯曲试样,按一下尺寸加工试样:试样宽度B=2α,式样长度L=5α+150mm。母材厚度阿尔法大于30mm的板的弯曲试样:试样狂赌B=20mm,L=200mm。当纵弯试样焊缝较宽时,B可增大,最大为40mm。

2.板材焊接接头弯曲试样尺寸。一般取B=30mm,试样长度L≥d+2.5α+10mm。其宽度不小于板厚的1.5倍,至少20mm。如果超过了20mm,可在不同的厚度区取若干个试样,以取代街头全厚度的的单个试样,但每个试样的厚度不小于20mm。

3.管材焊接接头弯曲试样尺寸。试样宽度B=α+D/20(D为管子外径,α为试样厚度),并且10mm≤B≤38mm,长度L=d+2.5α+100mm(d为弯轴直径,α为试件厚度),当试样壁大于20mm时,α=20mm。

4.当焊接接头两侧的母材或母材与熔敷金属的强度相差较大或延伸率明显不同时,可用纵弯试样进行实验。

3)用锉刀和砂布按加工方向打磨焊接接头部位和倒圆棱角,并做好试样标记移植。

4)按要求填写委托单。包括:委托单位,工件名称,试样编号,数量和规格,试样状态,试验项目和要求等。实验的试样上的标记应和委托单上的一致,并将试样和委托单一起送检。

钢筋拉伸弯曲试验操作步骤及评分标准

一、钢筋拉伸试验 试验目的:测定钢筋的屈服强度、抗拉强度和伸长率,评定钢筋的强度 等级’ 试验仪器:万能材料试验机、游标卡尺、钢筋打点机 (一)试验准备: 1 室内温度控制在:10~35℃。(对温度要求严格时:23℃±5℃) 2分 2 检查试验仪器是否齐全,能否正常运行并预热仪器。 3分 3 将试样用钢筋打点机进行打点。原始标距为5d(打点间距精确到5mm) 5分 (二)试验步骤: 1根据钢筋直径选择合适的夹具,设置试验机力值零点。(必须在试样被夹之前,防止重力作用下引起的力)。 20分 2设定好仪器,把样品放置在仪器上夹稳后,用手左右上下移动一下看是否稳固。10分 3 4拉断后,迅速关闭送油阀,取下钢筋,打开回油阀卸载。将取下的钢筋试样拼接顺直以后用游标卡尺测断后伸长量准确至±0.25mm。20分 5计算断后伸长率:A=(L U-L0)/L0 *100%(断后伸长率修约0.5%)20分 6试验结束后,立即切断仪器电源,擦拭仪器并归位。10分

二、钢筋弯曲试验步骤: 试验目的:冷弯试验是用以检查钢材承受规定弯曲变形的能力,观察其缺陷。1)试样长度根据仪器设备确定,一般为5d+150mm,d为公称直径 2 3)选择支辊间距离:(此间距在试验期间应保持不变) L=(D+3a)±a/2 a----公称直径,D----弯芯直径 (一)试验准备: 1 室内温度控制在:10~35℃。(对温度要求严格时:23℃±5℃) 5分。 2检查试验仪器是否正常运行并预热仪器。5分 二)试验步骤: 1 根据上面内容选择好冷弯压头,10分 2 计算并调好间距,把样品放在支辊正中间。样品中心与冷弯头对准。45分 3 调整冷弯头,使其刚好与样品接触,数值清零后,开始加压。试验速率控制在(1±0.2)mm/s 15分 5 冷弯至要求的角度后,停止加压,松油。取出样品,察看弯曲最大部分有无裂缝、起层剥落状况,判定是否合格10分 6试验结束后,立即切断仪器电源,擦拭仪器并归位。10分

高温旋转疲劳弯曲试验机

高温旋转弯曲疲劳试验机用于对黑色金属及其合金材料在室温及高温条件下进行小试样悬臂纯弯曲疲劳试验,测定金属圆形横截面试样在旋转状态下承受弯曲力矩时的疲劳性能。 高温旋转弯曲疲劳试验机Rotary bending fatigue testing machine 1 试验机介绍 馥勒高温旋转疲劳弯曲试验机由FL疲劳试验机架、交流高速电机及驱动器,测控系统、加载砝码、高温炉及控制器、高温试验夹具、润滑装置、保护装置等组成,用于对黑色金属及其合金材料在室温及高温条件下进行小试样悬臂纯弯曲疲劳试验,测定金属圆形横截面试样在旋转状态下承受弯曲力矩时的疲劳性能。 2 试验机方法 Q/FL-2019《材料疲劳试验方法》 3 试验标准方法 满足HB 5153-1996 金属高温旋转弯曲疲劳试验方法 HB 5152-1996 金属室温旋转弯曲疲劳试验方法 GB/T 4337-2008 金属材料疲劳试验旋转弯曲方法 JJG 652-2012 旋转弯曲疲劳试验机检定规程 4 主要技术规格参数 依据测试需求,选择相应的技术规格型号参数等 5 试验机规格型号 FLXPL25、FLXPL300

6 加载负荷 25N、300N 7 精度 ±0.1% 8 加载力臂 214mm 9 旋转速度 1500r/min~10000r/min,无级调速10 转速波动度 ±0.5%FS 11 弯矩误差 ±1% 12 载荷精度误差 ±1% 13

加力点静态径向跳动量 0.01mm 14 加力点动态径向跳动量 0.05mm 15 高温范围 300度~1000℃ 16 试验夹具选择 专用高温试验夹具,采用弹性前后夹头夹持试样,夹头与主轴弹性筒夹连接,可实现精密配合 17 适用材料 金属材料、高温合金材料等 18 测试控制器 馥勒旋转弯曲测控控制器 19 馥勒疲劳机触控操作 配有触摸屏操作及显示面板用于完成所有控制参数的设置、所有测量数据的显示及所有的试验操作;配有与计算机通讯的网络接口,当配计算机时,可实现计算机对单台设备的测控或对多台设备的组网测控;试验周次可以任意设定,达到设定值可自动停机。 19

影响钢丝绳弯曲疲劳试验的因素分析

影响钢丝绳弯曲疲劳试验的因素分析 张钫张平萍 (国家金属制品质量监督检验中心郑州450007) 摘要本文通过对钢丝绳弯曲疲劳机的选择,弯曲滑轮,试样弯曲频率、包角,张力等影响钢丝绳弯曲疲劳试验结论的几个重要因素进行了分析,根据质检中心日常试验过程中对钢丝绳弯曲疲劳试验方式的总结,建议用户进行钢丝绳弯曲疲劳试验时应模拟钢丝绳使用现场的情况。 关键词钢丝绳,弯曲疲劳试验机,GB/T12347-1996 The application of steel wire rope—Bending flatigue testing Zhang Fang Zhang Pinping (China National Steel Wire Products Quality Supervision & Testing Center zhengzhou 45 0007) Abstract The paper analysis the selection of the bending flatigue machine,be nding pulley, the frequency of sample bending , the angle of steel wire rope r evolving around the bending pulley, the tension of steel wire rope ect. These factors are important for the result of the steel wire rope—bending flatigue test ing. According to the test of steel wire rope—bending flatigue in our ordinary work,we pose the suggestion for user that the steel wire rope—bending flatigu e testing should simulate the scene of the steel wire rope using. Keywords steel wire rope, the machine of steel wire rope –Bending flating te sting, GB/T12347-1996 随着社会的发展和科技的进步,钢丝绳的使用场合越来越多。钢丝绳的弯曲疲劳寿命成为许多工程设计和使用人员关心的问题。我国现行的GB/T12347-1996规定了钢丝绳弯曲疲劳试验方法。它作为一种通用的钢丝绳弯曲疲劳试验方法的标准,并未完全包罗所有的钢丝绳弯曲疲劳类型,同一根钢丝绳的具体使用场合不同,使用的方式不相同,那么它的弯曲疲劳寿命也不相同。在实验室为了更加逼真的反映钢丝绳弯曲疲劳寿命,就要求我们的钢丝绳弯曲疲劳试验方法也不能完全按照GB/T12347-1996执行,应该在理解GB/T12347-1996的基础上加以应用。 钢丝绳广泛使用在煤矿,港口,航空,航天,汽车,摩托车等许多重要的场合。钢丝绳的疲劳试验如果完全按照现行的标准去实施,那么其试验结果将难以准确的反映应用情况。为此从以下几个方面进行讨论:

ASTM E8M-09 中文版 金属材料拉伸试验方法E8-09

金属材料拉伸试验的标准试验方法 1范围 1.1 本方法适用于室温下任何形状的金属材料的拉伸试验。特别是对于屈服强度、屈服点延伸率、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定。 1.2 对于圆形试样,标距长度等于直径的4倍【E8】或5倍【E8M】(对于E8和E8M,试样的标距长度是两个标准的最大区别,其他技术内容是一致的)。用粉末冶金(P/M)材料制成的试样无此要求,以保持工业要求的材料的压力至规定的设计面积和密度。 1.3 除本方法规定外,可对特殊材料制定单独的技术规范及试验方法,例如:试验方法和定义A370,试验方法B557,B557M。 1.4 除非另有规定,室温应定为10—38℃。 1.5 国际单位(SI)和英制单位相互独立,两个单位体系的数值并不完全相等,因此,它们应该独立使用。两个单位体系结合使用得到的数值与标准不符合。 1.6 本标准并不涉及所有安全的问题,如果有,也是与它的用途有关。在使用本标准前制定适当的安全和健康规范,确定使用的规章制度是本标准使用者的责任。 2参考文件 2.1 ASTM标准: A 356/A 356M 铸钢、碳素钢、低合金钢、不锈钢、蒸汽锅炉钢的产品规范 A370 钢产品力学性能试验方法及定义 B557 锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法 B557M锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法(公制) E4 试验机的力学校验方法 E6 力学性能试验方法相关术语

E29 用标准方法确定性能所得试验数据的有效位数的推荐方法 E83 引伸计的的校验及分级方法 E345 金属箔拉伸试验的测试方法 E691 实验室之间探讨确定试验方法精确度的实施指南 E1012 拉伸载荷下试样对中方法的确定 E1856 试验机计算机数据分析处理系统的使用指导 3 术语 3.1 定义——在E6中出现的有关拉伸测试的名词术语均可以用在该拉伸试验方法中。另外需补充以下术语: 3.1.1 不连续屈服——轴向试验中,由于局部屈服,在塑性变形开始的地方观察到力的停滞或起伏(应力-应变曲线不一定出现不连续)。 3.1.2 断后延伸率——由于断裂,使得施加的力突然降低,在此之前测得的延伸率。很多材料并不出现力突然降低的情况,这时断后延伸率通过测量力减小到最大力的10%时的应变值获得。 3.1.3 下屈服强度(LYS[FL-2])——轴向试验中,不考虑瞬时效应的情况,不连续屈服过程中记录的最小应力。 3.1.4 均匀延伸率(EL U[%])——在试样出现缩颈、断裂或者二者都出现之前,所承受最大力时材料的延伸率为均匀延伸率。 3.1. 4.1 说明:均匀伸长率包括弹性延伸率和塑性延伸率。 3.1.5 上屈服强度(LYS[FL-2])——轴向试验中,伴随不连续屈服首此出现的应力最大值(首次出现零斜率时的应力); 3.1.6 屈服点延伸率(YPE)——轴向试验中,不连续屈服过程中上屈服点(应力斜率为0时的转换/临界点)所对应得应变与均匀应变硬化转折点之间的应变差(用百分比表示)。若均匀应变硬化转折点超出应变范围,则YPE的终点是(a)(b)两条直线与横轴的交点: (a)应力—应变曲线的不连续屈服段,通过最后一个零斜率点的水平正切线; (b)应力—应变曲线的均匀应变硬化段的正切线。 若在屈服的地方或附近没有出现斜率为零的点,则材料的的屈服点延伸率为0%。

钢筋原材拉伸弯曲试验流程及注意事项

钢筋原材拉伸弯曲试验流程及注意事项 文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

钢筋原材拉伸、弯曲试验流程及注意事项 **** ******* 摘要:钢筋原材拉伸和弯曲试验能反映出钢材的主要力学性能 关键词:钢筋、拉伸、弯曲、试验 现针对高速公路工程中所常用HPB300、HRB400E钢筋原材拉伸、弯曲试验流程及注意事项 (HPB热轧光圆钢筋英文Hot rolled plain bars缩写;HRB热轧带肋钢筋英文Hot rolled ribbed bars缩写;300、400为屈服强度特征值;E代表有抗震要求的) 一、试验前的准备工作 1. 试验一般在室温10﹣35℃范围内进行,对温度要求严格的试验,试验温度应为23℃±5℃。所用仪器设备有:万能试验机量程分别为0-100KN、0-300KN、0-1000KN三种、钢筋自动标距仪、游标卡尺(0-200mm)、1m钢卷尺。 2. *****高速钢筋原材试件取样规定为:钢筋取样应从同一厂家、同一批号(钢筋原材每60t为一批,不足60t也为一批)、同一规格的钢筋中任选的2根钢筋,分别截取规定数量。取样时应先将钢筋原材端部去掉不小于500mm后再截取试件。 拉伸试验:直径25mm以下(包含25mm) 取样长度****mm 直径28-32mm取样长度为*****mm 弯曲试验:直径8-10mm(圆钢)取样长度为*****mm 直径12-25mm(螺纹钢)取样长度为****mm

直径28-36mm(螺纹钢)取样长度为****mm 3. 原始标距的标记:应该用细划线标记原始标距,不得用引起过早断裂的缺口作标记,标记为5mm的倍数。(HPB300级钢筋原始标距为10d、HRB400E级钢筋原始标距为5d d-钢筋直径mm) 二、钢筋原材拉伸试验 1. 根据试样的公称直径和标准中规定的抗拉强度力学性能特征值(本文表1),估算钢筋最大拉力时的力值处于万能试验机量程的20%﹣80%之间。 2.根据委托单检查取回有标识的钢筋原材试验样品的数量,用游标卡尺对钢筋直径进行核实,尺量试样长度。规范填写原始记录,并对原始记录进行编号。 3.拉伸试验所取的钢筋原材试样用自动打点机进行打点标记原始标距,原始标距的标记应准确到±1%。 4. 接通电源,打开软件控制箱,用控制电脑登录试验采集软件,显示菜单选项,选择拉伸试验钢筋力学性能,点击运行按钮在显示的对话框中将样品钢筋的试验编号、直径、进场数量、出场批号、取样长度、取样日期等基本信息进行输入,输入完成后仔细核对,然后开动油泵 ,打开万能试验机防护网门,根据钢筋直径的不同选泽合适的夹具,将试样夹于钳口中心位置,在夹持试件时根据试样长度上下移动下钳口工作平台选定合适的位置,保证钢筋被夹具完全夹紧。关闭试验机防护网门和回油阀,用鼠标单击软件中数值清零键,数值清零后再单击运行按钮,按要求加荷速度加载(应力速度在6-60MPa/s),直至试样断裂,取

旋转纯弯曲疲劳试验机测量结果的不确定度评定

旋转纯弯曲疲劳试验机 测量结果的不确定度评定 1 概述 规程规定采用三等标准测力仪(配合专用检具使用)、千分尺来检定旋转纯弯曲疲劳试验机的弯矩。通过被检试验机弯矩值和标称值的相对误差,根据规程来判定被检试验机是否合格。因此,要对这个弯矩的相对误差进行不确定度评估。 1.1 检定方法 依据《旋转纯弯曲疲劳试验机》规程规定,为了方便描述,以下简称试验机。 1.2 环境条件 室温10℃~35℃,检定过程中环境温度变化不大于2℃/h 。 相对湿度不大于80%, 1.3 弯矩检定装置 弯矩检定装置为准确度等级不低于0.3级的标准测力仪(配合专业检具使用)、千分尺。 1.4 检定对象 《旋转纯弯曲疲劳试验机》规程适用的试验机。 2 弯矩测量结果的不确定度评定 2.1 数学模型 F L M = (1) 式中: M ——试验机弯矩值,单位为牛米(Nm ); L ——试验机的力臂长度测量值,单位为(mm ) F ——试验力的测量值,单位为牛(N ) 。 按照不确定度传递率,M 的相对合成不确定度)(M u c 按公式(2)计算: 22))(())(()(F F u L L u M u crel += (2) 式中:)(M u crel ——试验机扭矩值的相对合成不确定度; )(L u ——力臂长度允许误差引起的标准不确定度分量; )(F u ——试验力测得值引起的标准不确定度分量; F ——标称力值; L ——标称力臂长度。 2.2 测量不确定度来源 2.2.1 由力臂长度允许误差引入的标准不确定度分量)(L u 的评定:

通过B 类方法进行评定,已知规程规定力臂长度的允许误差为±0.3%L ,半宽度为a=0.3%L ,估计其为正态分布。因此,由此引入的标准不确定度分量为L L L u %058.033%3.0)(== (3) 2.2.2 由试验力重复性引入的标准不确定度分量)(F u 的评定: 通过A 类方法进行评定,由于测量次数仅3次,所以采用极差法进行评定,当3=n 时,69.1=n d ,估计其为均匀分布,取3=k 。可得由试验力重复性引入的标准不确定度分量)(F u 为: F F F F u ?=-=342.03 69.1)(min max (4) 由于每次及每台试验机的力值测量重复性是不同的,但规程规定必须是在的(0~0.01)F 范围内。因此,公式(4)可以变换为下式: xF F F F u 342.03 69.1)(min max =-= (5) 式中:x ——重复性系数,0~0.01之间。 将公式(3)和(5)代人(2),得 ()()2 222342.000058.0342.000058.0)(x F xF L L M u crel +=??? ??+??? ??= (6) 分两种极端情况;得弯矩相对合成不确定度结果: 0=x 时 ()()% 058.000058 .0342.000058.0342.000058.0)(2222==+=?? ? ??+??? ??=x F xF L L M u crel 01.0=x 时 ()()% 35.0342.000058.0342.000058.0)(222 2=+=??? ??+??? ??=x F xF L L M u crel 实际日常检定工作中,006.0~002.0=x 左右,如果取中间数004.0=x 代人公式(6),弯矩的相对合成不确定度结果也只有:

钢丝绳弯曲疲劳试验作业指导书

钢丝绳弯曲疲劳试验作业指导书 进行钢丝绳弯曲疲劳试验检测必须以GB/T12347-2008等现行有效标准及相关标准和现行有效的《煤矿安全规程》等为依据。 1、接样: 1.1办公室负责对客户新近批量订购到货的钢丝绳接受委托检验。 1.2接样时请客户出具出厂证明书、订货合同、提货单等资料、并填写 本中心/站申请书。 2、试样要求 2.1 试样应从外观检查合格的钢丝绳上截取。 2.2钢丝绳直径20~26.5mm的试样最小长度为2倍轮距+圆周长=12.5m, 钢丝绳直径26.5~32.5mm的试样最小长度为15.5m,若为绳卡固定, 还要加上卡绳段长度。由于需要留备样长度,20~26.5mm的试样长 度需26m, 直径为26.5~32.5mm的试样长度需32m。 2.3 试样两端在截取之前应用软金属丝或专用夹头固紧。 3、备样 3.1 对客户的钢丝绳送检、报验样品进行登记、编号、标识。 3.2对钢丝绳进行外观检查,新绳要注意压痕、跳丝、松散、露麻等主要 缺陷,旧绳要注意磨损、断丝、锈蚀、绳芯干硬糟烂等主要情况,并 记录在案。 3.3依据钢丝绳直径和标准中的规定截取钢丝绳长度,直径为20-26.5mm 的钢丝绳截取13m,直径为26.5-32.5mm的钢丝绳截取16m。 3.4对剩余样的剩余部分在编号、标识后存贮保管,期限为检验检测周期。 3.5 实验前,应用沾有煤油或其他溶剂的棉纱将试样表面的油污擦掉,但 允许钢丝绳股间存在少量油脂。 4、试验机 4.1钢丝绳弯曲疲劳试验是钢丝绳试样以一定的包角绕过试验轮,并对其 施加张力,以一定的频率反复弯曲,考核钢丝绳承受弯曲疲劳的性能。 4.2根据最新《钢丝绳弯曲疲劳试验方法》进行钢丝绳弯曲疲劳检测。 4.3选用的弯曲疲劳试验机应该是“绿色”标识且在检定周期内的试验机。

实验一金属材料的拉伸实验

拉伸是材料力学最基本的实验,通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数, 如 弹性模量、强度、塑性等。 一. 实验目的 1. 测定低碳钢拉伸时的强度性能指标:屈服应力 二s 和抗拉强度二b 。 2. 测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标:伸长率 和断面收缩率’-:。 3. 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标:抗拉 强度 :「b 。 4. 绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图,比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形 式。 二. 实验仪器、设备 1. 电子万能试验机(或液压万能材料试验机)。 2. 钢尺。 3. 数显卡尺。 三. 实验试样 按照国家标准 GB6397 — 86《金属拉伸试验试样》,金属拉伸试样的形状随着产品的品 种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、 矩形截面试样、异形截面试样和不经机 加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准 GB6397 — 86。 图1-1试件的截面形式 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分( I )。标距(I 0)是待测部分的主体,其截面 积为A 。。按标距(I 。)与其截面积(A o )之间的关系,拉伸试样可分为比例试样和非比例 试样。按国家标准 GB6397-86的规定,比例试样的有关尺寸如下表 1-1。 表1-1 试样 标距 | I 。, (mm) 截面积A 0 ,(mm 2 ) 圆形试样直径 d (mm ) 延伸率 比例 长 11.3 J A 。或 10 d 任意 任意 短 5.65 JA 。或 5 d 四. 实验原理 (一)塑性材料弹性模量的测试: 实验 金属材料的拉伸实验 夹持过渡 (b

金属疲劳试验

金属疲劳试验主讲教师:

一、实验目的 1. 了解疲劳试验的基本原理。 2. 掌握疲劳极限、S-N曲线的测试方 法。

二、实验原理 1.疲劳抗力指标的意义 目前评定金属材料疲劳性能的基本方法就是通过试验测定其S-N曲线(疲劳曲线),即建立 最大应力σ max 或应力振幅σ α 与其相应的断裂 循环周次N之间的关系曲线。不同金属材料的S-N曲线形状是不同的,大致可以分为两类,如图1所示。其中一类曲线从某应力水平以下开始出现明显的水平部分,如图1(a)所示。这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时,试样可承受无限次应力循环而不断裂。

这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时,试样可承受无限次应力循环而不断裂。因此将水平部分所对应的应力称之为金属的疲劳极限,用符号σ R 表示(R为最小应力与最大应力之比,称为应力比)。若试验在对称循环应力(即R=-1)下进行,则其疲劳 极限以σ -1表示。中低强度结构钢、铸铁等材料的S- N曲线属于这一类。对这一类材料在测试其疲劳极限时,不可能做到无限次应力循环,而试验表明,这类材料在交变应力作用下,如果应力循环达到107周次不断裂,则表明它可承受无限次应力循环也不会断裂,所以对这类材料常用107周次作为测定疲劳极限的基数。另一类疲劳曲线没有水平部分,其特点是随应力降低,循环周次N不断增大,但不存在无限寿命。如图1(b)所示。在这种情况下,常根据实际需要定出一定循环周次(108或5×107…)下所对应的应力作为金属材料的“条件疲劳极限”,用符号σ R(N) 表示。

2.S-N 曲线的测定 (1) 条件疲劳极限的测定 测试条件疲劳极限采用升降法,试件取13根以上。每级应力增量取预计疲劳极限的5%以内。第一根试件的试验应力水平略高于预计疲劳极限。根据上根试件的试验结果,是失效还是通过(即达到循环基数不破坏)来决定下根试件应力增量是减还是增,失效则减,通过则增。直到全部试件做完。第一次出现相反结果(失效和通过,或通过和失效)以前的试验数据,如在以后试验数据波动范围之外,则予以舍弃;否则,作为有效数据,连同其他数据加以利用,按下列公式计算疲劳极限: ()11n R N i i i v m σσ==∑ 1

金属拉伸试验试样

lo小于25mm,为保证测量精度,亦可采用。 但在特殊情况下,根据产品标准或双方协议要求采用lo=4do或8do的试样时,亦应遵照执行。此时,对矩形试样,lo应分别等于根号Fo或根号Fo,对于脆性材料,亦可采用lo=。或根号Fo的试样。 定标距试样系原始标距lo与原始横截面积Fo或直径间do间无所述比例关系。其标距lo和平行长度l,应按有关标准或双方协议规定执行。 拉伸试样的分类 棒材试样 对棒材(包括方和六方形等),一般采用圆形试样,其平行部分直径通常为3~25mm。而各部分尺寸之允许偏差及表面加工粗糙度符合图1的和表2的规定。对钢、铜材通常采用do=10mm,lo=5do的比例试样,但有时为了考核产品的整体性能,也可取制do>25mm或尽可能大的圆形试样进行试验。通常铝材尺寸偏小,试样可按有关标准或

双方协议规定执行。对软金属,经双方同意,可采用较低表面粗糙度,但对高强材料,则要求高的加工表面粗糙度,直至抛光。 试样分为带头不带头的两种,仲裁试验时应采用前者,后者一般用于不宜或不经机加工而整拉的棒材。 板材试样 对厚、薄板材,一般采用矩形试样,其宽度根据产品厚度(通常为~25mm),采用10、、15、20、25和30mm六种比例试样,尽可能采用lo=而的短比例试样。试样厚度一般应为原轧制厚度,但在特殊情况下也允许多号用四面机加工的试样。通常试样宽度与厚度之比不大于421或821,其试样按表10规定散制,对铝钱材则一般可采用较小宽度。对厚度小于的薄板(带),亦可采用定标距试样。试样各部分允许机加工偏

差及侧边加工粗糙度应符合图2和表3的规定,对四面机加工的矩形试样,其机加工偏差应用于圆形试样,如表2所示。 根据有关标准要求,对厚钢板亦可取制垂直轧制面(Z向)的拉伸试样,此时应按钢板厚度及表2的规定,采用带头圆形试样为宜。必要时,可焊钢板于两端,以利夹持。对中、薄高强度板材,亦可采用头部带销孔的试样,以免其在拉伸过程中的卷曲现象。矩形试样分为带头和不带头的两种,带头试样两头部轴线与平行部分轴线间的偏差不得大于。仲裁试验时应采用带头试样。 管材试样

实用疲劳理论-林晓斌

nCode 疲劳耐久性工程高级培训班课程 实用疲劳理论 实用疲劳理论 ?材料的物理性能 ?疲劳载荷 ?应力寿命(S-N)法 ?局部应变法(e-N) 1?2007 nCode 什么是金属疲劳? What is Fatigue?

Quiz 1: ?How can you break a metal spoon? Quiz 2: ?How can you break a ceramic spoon? Quiz 3: ?Why a metal spoon can be broken, and a ceramic spoon cannot?

金属疲劳失效的原因是什么? ?外因:载荷的变化 ?内因:金属中有位错 什么是金属疲劳? ?疲劳是一种机械损伤过程, 在这一过程中即使名义应力 低于材料的屈服强度,载荷 的反复变化也将引起失效 ?疲劳一般包含裂纹萌生和随 后的裂纹扩展两个过程,循 环塑性变形是金属产生疲劳 的主要原因 什么是金属疲劳? Quiz 4: ?Can you name a metal fatigue failure you experienced?

飞机空难(The De Havilland Comet Story) ?The first passenger jet airliner (1949 -1980) ?Suffered two tragic air accidents due to fatigue failure ?68 people killed as a result ?Order books fell by 50 aircraft ?Ultimately heralded the collapse of the British civil aircraft industry 火车出轨 汽车零部件失效 ?Truck frame ?Manifold ?Bracket ?Crankshaft ?Brake ?Exhaust pipe ?Wheel ?…

金属的拉伸实验(实验报告)

金属的拉伸实验一 一、实验目的 1、测定低碳钢的屈服强度二S、抗拉强度匚b、断后延伸率「?和断面收缩率'■ 2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图( F —「丄曲线) 3、分析低碳钢的力学性能特点与试样破坏特征 二、实验设备及测量仪器 1、万能材料试验机 2、游标卡尺、直尺 三、试样的制备 试样可制成圆形截面或矩形截面,采用圆形截面试件,试件中段用于测量拉伸变形,其 长度I。称为“标矩”。两端较粗部分为夹持部分,安装于试验机夹头中,以便夹紧试件。试验表明,试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大,为了能正确地比较材料力学性能,国家对试件的尺寸和形状都作了标准化规定。直径d0= 20mm ,标矩 I。=2O0nm(k 1 0或I0 =100mm(l0 =5d0)的圆形截面试件叫做“标准试件”,如因原 料尺寸限制或其他原因不能采用标准试件时,可以用“比例试件”。 四、实验原理 在拉伸试验时,禾U用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线,见图2-11所示的F —△L曲线。图中最初阶段呈曲线,是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点,作为其坐标原点。拉伸曲 线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系,可由该图形的状态来判断材 料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。但同一种材料的 拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点 便于比较,以消除试样几何尺寸的影响,可将拉伸曲线图的纵坐标(力F)除以试样原始横 截面面积并将横坐标(伸长△ L)除以试样的原始标距I。得到的曲线便与试样尺寸无关,此曲线称为应力一应变曲线或R —;曲线,如图2 —12所示。从曲线上可以看出,它与拉伸 图曲线相似,也同样表征了材料力学性能。 爲一上屈服力:①一下屈服力'厂最尢力;叫一断裂后塑性伸恰业一彈性佃长 團2—11低碳钢拉伸曲线 拉伸试验过程分为四个阶段,如图2—11和图2-12所示。 (1 )、弹性阶段OC。在此阶段中拉力和伸长成正比关系,表明钢材的应力与应变为线性关系,完全遵循虎克定律,如图2-12所示。若当应力继续增加到C点时,应力和应变的关系不再是线性关系,但变形仍然是弹性的,即卸除拉力后变形完全消失。

钢筋弯曲试验方法安下式计算

各类钢筋每组试件截取长度: 各类钢筋每组试件取样数量: 拉伸试件:L≥10d+200 mm; 热轧带肋、光圆钢筋取样数量; 冷弯试件: L≥5d+150 mm; 拉伸试件取二根, 冷弯取样二根; 其中d为钢筋直径 弯曲试验支棍间距离应按照下式计算; 低碳热轧圆盘条取样数量; L=(d+3a)±0.5a; 拉伸取一根, 冷弯取样二根; 其中式中d为弯心直径: a为试样直径; 混凝土配合比设计 标准差σ值 cu,o f cu,k-—设计强度,Mp; σ—施工单位近期同类砼施工强度标准差, Mpa; 配合比计算: 砼设计强度为C25; 即试配强度:f cu,0≥f cu,k +1.645σ=25+1.645×5=33.2 Mpa; 隧道施工处试验资料编号如下 GSYJ-A02-SD-试验项目-年月流水 HNT混凝土XJL细集料CJL粗集料TPB配合比SN水泥HNT要加A FMH粉煤灰

各类钢筋每组试件截取长度: 各类钢筋每组试件取样数量: 拉伸试件:L≥10d+200 mm; 热轧带肋、光圆钢筋取样数量; 冷弯试件: L≥5d+150 mm; 拉伸试件取二根, 冷弯取样二根; 其中d为钢筋直径 弯曲试验支棍间距离应按照下式计算; 低碳热轧圆盘条取样数量; L=(d+3a)±0.5a; 拉伸取一根, 冷弯取样二根; 其中式中d为弯心直径: a为试样直径; 混凝土配合比设计 式中: f cu,o f cu,k-—设计强度,Mp; σ—施工单位近期同类砼施工强度标准差, Mpa; 配合比计算: 砼设计强度为C25; 即试配强度:f cu,0≥f cu,k +1.645σ=25+1.645×5=33.2 Mpa; 隧道施工处试验资料编号如下 GSYJ-A02-SD-试验项目-年月流水 HNT混凝土XJL细集料 CJL粗集料TPB配合比 SN水泥HNT要加A FMH粉煤灰GJ 钢筋

金属疲劳试验方法

铝合金疲劳实验 李慕姚 1351626 一﹑实验目的 1. 观察疲劳失效现象和断口特征。 2. 了解测定材料疲劳极限的方法。 二、实验设备 1. 疲劳试验机。 2. 游标卡尺。 三﹑实验原理及方法 在交变应力的应力循环中,最小应力和最大应力的比值 r=m ax m in σσ (2-16) 称为循环特征或应力比。在既定的r 下,若试样的最大应力为σ1 m ax ,经历N 1次循环后,发生疲劳失效,则N 1称为最大应力为σ1m ax 时的疲劳寿命(简称寿命)。实验表明,在同一循环特征下,最大应力越大,则寿命越短;随着最大应力的降低,寿命迅速增加。表示最大应力σmax 与寿命N 的关系曲线称为应力-寿命曲线或S-N 曲线。碳钢的S-N 曲线如图2-31所示。从图线看出,当应力降到某一极限值σr 时,S-N 曲线趋近于水平线。即应力不超过σr 时,寿命N 可无限增大。称为疲劳极限或持久极限。下标r 表示循环特征。 实验表明,黑色金属试样如经历107次循环仍未失效,则再增加循环次数一般也不会失效。故可把107次循环下仍未失效的最大应力作为持久极限σr 。而把N 0=107称为循环基数。有色金属的S-N 曲线在N>5×108时往往仍未趋于水平,通常规定一个循环基数N 0,例如取N 0=108,把它对应的最大应力作为“条件”持久极限。

图2-31 疲劳试验曲线图 工程问题中,有时根据零件寿命的要求,在规定的某一循环次数下,测出σmax ,并称之为疲劳强度。它有别于上面定义的疲劳极限。 用旋转弯曲疲劳实验来测定对称循环的疲劳极限σ-1.设备简单最常使用。各类旋转弯曲疲劳试验机大同小异,图2-32为这类试验机的原理示意图。试样1的两端装入左右两个心轴2后,旋紧左右两根螺杆3。使试样与两个心轴组成一个承受弯曲的“整体梁”上,它支承于两端的滚珠轴承4上。载荷P 通过加力架作用于“梁”上,其受力简图及弯矩图如图2-33所示。梁的中段(试样) 为纯弯曲,且弯矩为M=21 P ɑ。“梁”由高速电机6带动,在套筒7中高速旋转,于是试样横截面上任一点的弯曲正应力,皆为对称循环交变应力,若试样的最小直径为d min ,最小截面边缘上一点的最大和最小应力为 max σ=I Md 2min , min σ=-I Md 2min (2-17) 式中I=64π d 4 m in 。试样每旋转一周,应力就完成一个循环。试样断裂后,套筒压迫停止开关使试验机自动停机。这时的循环次数可由计数器8中读出。 四﹑实验步骤 (1)测量试样最小直径d min ; (2)计算或查出K 值;

钢筋冷弯试验

钢筋实验 一、一般规定 (1)钢筋混凝土用热轧钢筋,同一公称直径和同一炉罐号组成的钢筋应分批检查和验收,每批质量不大于60t。 (2)钢筋应有出厂证明,或实验报告单。验收时应抽样作机械性能实验:拉伸实验和冷弯实验。钢筋在使用中若有脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常时,还应进行化学成分分析。验收时包括尺寸、表面及质量偏差等检验项目。 (3)钢筋拉伸及冷弯使用的试样不允许进行车削加工。实验应在20 ±10C 的温度下进行,否则应在报告中注明。 (4)验收取样时,自每批钢筋中任取两根截取拉伸试样,任取两根截取冷 弯试样。在拉伸实验的试件中,若有一根试件的屈服点、抗拉强度和伸长率三个指标中有一个达不到标准中的规定值,或冷弯实验中有一根试件不符合标准要求,则在同一批钢筋中再抽取双倍数量的试件进行该不合格项目的复验,复验结果中只要有一个指标不合格,则该实验项目判定为不合格,整批不得交货。 (5)拉伸和冷弯试件的长度L,分别按下式计算后截取: 拉伸试件:L L 2h 2h 1;冷弯试件:L w 5a 150 式中L、Lw ——分别为拉伸试件和冷弯试件的长度(mm); L o 拉伸试件的标距,Lo 5a 或 Lo 10a (mm); h、h i 分别为夹具长度和预留长度(mm), h i =(0.5?1)a,见图试 7.1; a --- 钢筋的公称直径(mm)。 二、拉伸实验 (一)实验目的 测定钢筋的屈服点、抗拉强度和伸长率,评定钢筋的强度等级。 (二)主要仪器设备 1.万能材料实验机示值误差不大于1%。量程的选择:实验时达到最大荷载时,指针最好在第三象限(180°?270°)内,或者数显破坏荷载在量程的

金属疲劳试验方法

金属疲劳试验 金属疲劳试验大纲 1.通过金属材料疲劳实验,测定金属材料的σ-1(107),绘制材料的S-N曲线,并观察疲劳破坏现象和断口特征,进而学会对称循环下测定金属材料疲劳极限的方法. 2.主要设备:纯弯曲疲劳试验机,游标卡尺;主要耗材:金属材料试样.(单点法需8-10根试样,成组法至少需20根试样.) 金属疲劳试验指导书 在足够大的交变应力作用下,于金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位,都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展,构件横截面逐步削弱,当达到一定限度时,构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象,称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料,当承受交变应力时,往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下,突然断裂。疲劳断口(见图2-30)明显地分为两个区域:较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后,交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合,相互挤压反复研磨,光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化,在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区,则是最后突然断裂形成的。统计数据表明,机械零件的失效,约有70%左右是疲劳引起的,而且造成的事故大多数是灾难性的。因此,通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。 图2-30 疲劳试样断口示意图

一﹑实验目的 1. 观察疲劳失效现象和断口特征。 2. 了解测定材料疲劳极限的方法。 二、实验设备 1. 疲劳试验机。 2. 游标卡尺。 三﹑实验原理及方法 在交变应力的应力循环中,最小应力和最大应力的比值 r=m ax m in σσ (2-16) 称为循环特征或应力比。在既定的r 下,若试样的最大应力为σ 1m ax ,经历N 1次循环后,发生疲劳失效,则N 1称为最大应力为σ1 m ax 时的疲劳寿命(简称寿 命)。实验表明,在同一循环特征下,最大应力越大,则寿命越短;随着最大应力的降低,寿命迅速增加。表示最大应力σmax 与寿命N 的关系曲线称为应力-寿命曲线或S-N 曲线。碳钢的S-N 曲线如图2-31所示。从图线看出,当应力降到某一极限值σr 时,S-N 曲线趋近于水平线。即应力不超过σr 时,寿命N 可无限增大。称为疲劳极限或持久极限。下标r 表示循环特征。 实验表明,黑色金属试样如经历107次循环仍未失效,则再增加循环次数一般也不会失效。故可把107次循环下仍未失效的最大应力作为持久极限σr 。而把N 0=107称为循环基数。有色金属的S-N 曲线在N>5×108时往往仍未趋于水平,通常规定一个循环基数N 0,例如取N 0=108,把它对应的最大应力作为“条件”持久极限。

旋转弯曲疲劳试验机

一、旋转弯曲疲劳试验机简介: 馥勒FLPLX系列旋转弯曲疲劳试验机主要用于对金属及合金材料在室温条件下进行反复交变弯曲应力作用下的弯曲疲劳试验,测定金属圆形横截面试样在旋转状态下承受弯曲力矩时的疲劳性能。满足GB/T4337-2008《金属材料疲劳试验旋转弯曲方法》、ISO 1143:2010《metallic materials-Rotating bar bending fatigue testing》、、BS EN 13261:2009《Railway applications-Wheelsets and bogies-Axles-Product requirements》等试验标准方法。 二、疲劳试验机主要技术规格: 1、旋转速度:1000r/min~5000r/min 2、转速波动度:≤±0.5%FS 3、加力点径向跳动量:跳动量≤0.05mm 4、加载方式:组合砝码加载载荷350N 5、加载砝码系列质量:350N,精度≤+/-1% 6、弯曲应力800-900MPa,弯矩相对误差≤±1% 7、疲劳次数显示:≥100000000 8、试样装夹方式:高速精密弹性夹具 9、试样夹持端形式:圆形;试样夹持端直径范围Φ10mm-Φ20mm 10、适用试样直径规格Φ6mm、Φ7.5mm、Φ9.5mm 11、配置高速主轴箱,高精度进口轴承,具有完善的润滑及冷却装置,适用于在承受旋转弯矩条件下长期高速驱动试样旋转 12、安全防护:系统具有断电、驱动马达及主轴箱过热、试验次数到达设定值、试样断裂等停机或报警保护功能 13、系统检验:设备出厂前对系统进行检验、操作和标定 14、安装调试及培训:服务工程师在用户现场进行安装和功能调试并对用户提供培训。

钢筋拉伸试验

混凝土用热轧钢筋拉伸试验 1. 混凝土用热轧光圆钢筋及带肋钢筋牌号及公称直径、横截面面积 (1)钢筋的牌号及其含义 (2)钢筋的公称直径、横截面面积 2. 组批规则和取样方法 (1)组批规则 钢筋应按批进行检查和验收,每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成。 每批重量通常不大于60t。超过60 t的部分,每增加40t(或不足40 t的余数),增加一个拉伸试验试样和一个弯曲试验试样。 允许由同一牌号、同一冶炼方法、同一浇注方法的不同炉罐号组成混合批。各炉罐号含碳量

之差不大于0.02%,含锰量之差不大于0.15%。混合批的重量不大于60t 。 (2)取样方法 每批钢筋的检验项目,取样方法和试验方法应符合下表的规定: (3)试件要求 拉伸试件的长度L ,分别按下式计算后截取: 拉伸试件:1022h h L L ++=; 式中:L 、w L ——分别为拉伸试件和冷弯试件的长度(mm ); L 0——拉伸试件的标距(mm ); h 、h 1——分别为夹具长度和预留长度(mm ),h1=(0.5~1)a ; a ——钢筋的公称直径(mm )。 对于光圆钢筋一般要求夹具之间的最小自由长度不小于350mm ; 对于带肋钢筋,夹具之间的最小自由长度一般要求:25≤d 时,不小于350mm ; 3225≤

铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真_韦东来

铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真 NUMERICAL SIMULATION FOR RADIAL FATIGUE TEST OF AN ALUMINUM ALLOY WHEEL 韦东来 崔振山 (上海交通大学国家模具C AD 工程研究中心,上海200030) WEI DongLai CUI ZhenShan (National Mold &Die CA D Enginee ring Researc h Center ,Shanghai Jiaotong Univ ersity ,Shanghai 200030,China ) 摘要 将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法。过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力。由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不计。考虑到试验中转鼓与车轮的滚动接触切向力比较小,仅以等效的径向压力施加到轮胎上。文中建立整个试验过程的有限元模型,通过与试验结果以及前人的成果相对比,表明分析模型是正确而有效的。 关键词 铝合金车轮 径向疲劳试验 非线性接触 数值仿真中图分类号 U463.34 U461.7 TG146.21 A bstract By translating the dynamic contact to a transition cushion which nodes are movable to s ome extent ,a method to deal with the problem occurred in the contact between tyre and rim is proposed .The cushion is meshed using pentahedron elements which nodes are s hared with tyre and rim ,and the contact forces are transferred .The stiffness and thickness of this cushion is so small that can be ignored to the stiffness of the wheel .Considering the tangent force of the rolling contact between driving wheel and test wheel is rela -tive small ,an equivalent rad ial force is used to replace the load from driving wheel .The finite element model of the wheel is establis hed and the results shown in the final fatigue simulation demonstrates that the model is validated by comparing with the conclusions of experi -ments and preceding research . Key words A luminum alloy wheel ;Radial fatigue test ;Nonlinear contact ;Numerical simulation Corr es ponding autho r :WEI DongLai ,E -mail :wdo nglai @163.co m ,Tel :+86-21-62813430-8097,Fax :+86-21-62827605Manuscript received 20061024,in revised form 20070423. 1 引言 以铝材代替钢材是汽车轻量化的重要途径。目前,压铸铝车轮以其重量轻、外形美观、良好的抗冲击性和耐疲劳性,已逐渐成为车轮行业的主流。随着铝车轮造型的不断更新和需求量的增大,车轮的设计和试验周期越来越短,仅仅依靠物理试验结果来反复修正设计方案的常规方法已难以满足市场竞争的需要。因此,利用CAE (computer aided engineering )分析软件对试验过程进行数值仿真,把设计和试验连成一体,能有效缩短开发周期,降低成本。 车轮径向疲劳试验是模拟汽车正常行驶时路面作用于车轮上的反作用力对车轮疲劳的影响,主要检查整个车轮的综合强度。有关铝合金车轮径向疲劳试验数值仿真的相关报道还很少。Karandikar 和Fuchs [1] 开发出一套包含有限元分析及疲劳寿命预测的程序,用 于预测车轮的疲劳寿命。Marron 和Teracher [2] 着重研 究在保证车轮强度和寿命的前提下如何减轻轮辐的重量。上述文献仅针对局部的应力分布状况进行研究,对于整个车轮能否通过疲劳测试,还没有可靠的分析 结论。台湾元智大学的徐业良[3] 对铝合金车轮进行了径向疲劳模拟,并进行了优化,但是轮辋上没有安装轮胎,也没有给出轮胎对车轮应力的影响。J .Stearns - [4]262-268 分析了在径向载荷作用下轮辋与轮胎接触部位的应力分布,得出该应力分布近似服从余弦函数,从而直接将接触压力近似地分配于轮辋表面节点上。 清华大学的王霄锋[5] 使用Algor 软件建立和计算车轮弯曲疲劳试验模型,对车轮的结构进行改进,降低了车轮应力水平。哈尔滨工业大学的崔胜民[6] 采用名义应力法和局部应力—应变法中的莫罗修正公式和史密斯修正公式,对车轮分别在等幅载荷和载荷谱作用下进行弯曲疲劳寿命预测。 但是他们模拟的对象都是 Journal of Mechanical Strength 2008,30(6):998~1002 韦东来,男,1974年1月生,广西壮族自治区南宁市上林县人,壮族。博士,研究方向为汽车零部件成形数值仿真和基于CAE 的产品稳健优化 设计研究。 20061024收到初稿,20070423收到修改稿。 DOI :10.16579/j .issn .1001.9669.2008.06.028

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