汽车疲劳耐久性试验数据采集与应用 疲劳培训69页PPT
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汽车疲劳耐久性试验数据采集与应用(疲劳培训)
History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史
AT Caldwell Award for Technical Paper on WFT WFT技术论文所获奖励
33
History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Second Generation – Evolves to be like the modern WFT 第二代-与现在主流的WFT产品已经非常相似
整车道路载荷测试 整车疲劳试验
零部件载荷测试
零部件疲劳试验 整车应力测试 零部件应力测试
8
汽车疲劳耐久试验
汽车疲劳耐久解决方案流程
9
测试步骤
1. 对所有的通道和传感器进行命名和编号。
10
测试步骤
2. 确认方向
1）加速度计方向与整车坐标系的关系 2）位移传感器：拉伸为正，压缩为负 3）方向盘转角：左转为正
30
History of Wheel Force Transducer
车轮六分力传感器发展历史 Single Piece Design 整体式设计 L – Strut Configuration Cabling through Spindle L型桥路设计 信号由特殊改制的传动轴输出
36
Series 5400 Wheel Force Transducer
5400系列车轮六分力传感器
都将是0。因此在采集完成后，要对此进行处理；
13
测试步骤
11. 有条件的话，可以采用给特征路面标记
14
测试步骤
12. 采集完成后，要对所有加速度信号进行低通滤波器滤波，并注意没有 相位移动；最后对所有采集的信号要进行检查，在确保信号没问题后， 再拆解测试仪器。
疲劳分析简介参考幻灯片
• E-N (Strain-Life方法) 局部应变与裂纹萌生寿命的关系
• LEFM (裂纹扩展方法) – 应力强度与裂纹扩展速率的关系
所有的方法均都基于相似性原理
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
耐久性和疲劳分析概述
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
S1 - 1
什么是耐久性?
• 耐久性是…
“保证其经久耐用的能力!”
• 可靠性是…
“在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的机 会!”
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
S1 - 2
疲劳定义
参照BS 7608:
“疲劳是指反复应力作用下裂纹或裂纹群的产生和逐步扩 展所导致的结构部件破坏的现象”
• 从实践角度，疲劳是： – 在不断变化下的负载作用下导致失效的过程，并且实际应力值低于屈服强度; – 由裂纹萌生和随后的裂纹扩展组成，裂纹萌生和裂纹扩展是塑性变形不断循环 的结果。
S1 - 13
应变-寿命 (E-N)曲线
● 也称作“低周期疲劳” 或“局部应变方法” ● 局部应变可以是弹性或塑性，因此它适于低周期疲劳。
Plastic (Low Cycle
– 表面上的自然划痕和加工痕; – 腐蚀坑或晶间腐蚀; – 铸造气孔; – 锻造成型留下的圈痕; – 脆面层
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
• LEFM (裂纹扩展方法) – 应力强度与裂纹扩展速率的关系
所有的方法均都基于相似性原理
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耐久性和疲劳分析概述
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
S1 - 1
什么是耐久性?
• 耐久性是…
“保证其经久耐用的能力!”
• 可靠性是…
“在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的机 会!”
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
S1 - 2
疲劳定义
参照BS 7608:
“疲劳是指反复应力作用下裂纹或裂纹群的产生和逐步扩 展所导致的结构部件破坏的现象”
• 从实践角度，疲劳是： – 在不断变化下的负载作用下导致失效的过程，并且实际应力值低于屈服强度; – 由裂纹萌生和随后的裂纹扩展组成，裂纹萌生和裂纹扩展是塑性变形不断循环 的结果。
S1 - 13
应变-寿命 (E-N)曲线
● 也称作“低周期疲劳” 或“局部应变方法” ● 局部应变可以是弹性或塑性，因此它适于低周期疲劳。
Plastic (Low Cycle
– 表面上的自然划痕和加工痕; – 腐蚀坑或晶间腐蚀; – 铸造气孔; – 锻造成型留下的圈痕; – 脆面层
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疲劳分析简介 ppt课件
S1 - 10
Stress Amplitude
S-N 方法 – 相似理论
Unnot ched Shaft Notched Shaft Life in Cycles
snom
s nom
The life of this . . . . . . . . . . . . . . . . is the same as the life of this . . . . . if both are subject to the same nominal stress
S1 - 9
S-N 方法
• 也称为应力-寿命和全寿命方法
• 评估产生严重失效的总疲劳寿命
• 疲劳寿命由对数应力-循环(S-N)曲线计算
• 该方法适合于长寿命疲劳失效问题，因为该
方法是基于名义弹性应力，即使有小的塑性
发生。 PAT318A, Section 1, October 2012
Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
Fatigue Line)
Elastic (High Cycle Fatigue Line)
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
N
S1 - 14
S-N和E-N疲劳曲线比较
Low Cycle Region
S1 - 7
Stage II Crack Growth
疲劳寿命计算方法概述
PAT318A, Section 1, October 2012 Copyright© 2012 MSC.Software Corporation
疲劳分析简介PPT课件
• E-N (Strain-Life方法)
局部应变与裂纹萌生寿命的关系
• LEFM (裂纹扩展方法)
• 应力强度与裂纹扩展速率的关系
所有的方法均都基于相似性原理
S-N 方法
• 也称为应力-寿命和全寿命方法 • 评估产生严重失效的总疲劳寿命 • 疲劳寿命由对数应力-循环(S-N)曲线计算 • 该方法适合于长寿命疲劳失效问题，因为该方法是基于名义弹性应
• 由裂纹萌生和随后的裂纹扩展组成，裂纹萌生和裂纹扩展是塑性变形不断循 环的结果。
疲劳的物理基础
• 疲劳失效通常开始于样品或部件的表面
• 疲劳失效开始于小的微观裂纹，因此对微小的应力增加都非常 敏感
• 疲劳的过程包含从持续的滑移带上微小裂纹的生成到持续弹塑 性变形下长裂纹的扩展整个过程
疲劳的物理基础(续)
E-N方法- 相似理论
e
e
nitiation life here . . . . . is the same as it i if both experience the same local strains
应变-寿命 (E-N)曲线
● 也称作“低周期疲劳” 或“局部应变方法”
● 局部应变可以是弹性或塑性，因此它适于低周期疲劳。
裂纹的产生和扩展: STAGE I AND II (续)
~1mm
Persistent Slip Band Formation
Stage I Crack Growth
Stage II Crack Growth
疲劳寿命计算方法概述
疲劳寿命方法
• S-N (Stress-Life方法)
名义或局部弹性应力与总寿命的关系
耐久性和疲劳分析概述
什么是耐久性?
局部应变与裂纹萌生寿命的关系
• LEFM (裂纹扩展方法)
• 应力强度与裂纹扩展速率的关系
所有的方法均都基于相似性原理
S-N 方法
• 也称为应力-寿命和全寿命方法 • 评估产生严重失效的总疲劳寿命 • 疲劳寿命由对数应力-循环(S-N)曲线计算 • 该方法适合于长寿命疲劳失效问题，因为该方法是基于名义弹性应
• 由裂纹萌生和随后的裂纹扩展组成，裂纹萌生和裂纹扩展是塑性变形不断循 环的结果。
疲劳的物理基础
• 疲劳失效通常开始于样品或部件的表面
• 疲劳失效开始于小的微观裂纹，因此对微小的应力增加都非常 敏感
• 疲劳的过程包含从持续的滑移带上微小裂纹的生成到持续弹塑 性变形下长裂纹的扩展整个过程
疲劳的物理基础(续)
E-N方法- 相似理论
e
e
nitiation life here . . . . . is the same as it i if both experience the same local strains
应变-寿命 (E-N)曲线
● 也称作“低周期疲劳” 或“局部应变方法”
● 局部应变可以是弹性或塑性，因此它适于低周期疲劳。
裂纹的产生和扩展: STAGE I AND II (续)
~1mm
Persistent Slip Band Formation
Stage I Crack Growth
Stage II Crack Growth
疲劳寿命计算方法概述
疲劳寿命方法
• S-N (Stress-Life方法)
名义或局部弹性应力与总寿命的关系
耐久性和疲劳分析概述
什么是耐久性?
汽车疲劳耐久性试验道理试验-文档资料
3
汽车试验认证
认证方法：
样品试制：设计图纸、工艺要求； 道路试验：试验标准和规范、部件\系统\整车技术要求、法规和
限值； 试验室/台架试验：试验标准和规范、部件\系统\整车技术要求、
法规和限值； 数模模拟分析：来自试验规范或设计技术要求的输入载荷、部件
\系统\整车技术要求、法规和限值。
4
汽车试验认证
耐久试验不能完 全反映实际使用
相关：
耐久试验充分 反映实际使用
￥￥￥
不同的认证效率和售后成本
16
车辆使用测量-用途
用户车辆使用
工程设计 技术要求
认证试验规范开发
可靠性（寿命）、 优化设计
耐久、性能预测
发现、消除潜在 失效模式
减少售后索赔和 召回成本
相关
17
车辆使用测量-内容
机构调查 客户投诉
用户需求 开发策略
24
车辆使用测量-结果
承载结构载荷- 循环载荷
10000 1000 100
CyclesCount
10 1
0 40 80 120 160
Strain(ue)
10000 1000 100
CyclesCount
10 1
90%ileEstimate 90%Upperbound 90%Lowerbound
0 40 80 120 160 200
Strain(ue)
25
车辆使用测量-结果
驾驶习惯、装置使用、动力传动系统载荷测量
26
用户车辆使用测量-应用
承载结构载荷-疲劳损伤
局部应力 和应变
雨流统计
材料数据 部件尺寸数据
- 损伤计算 - 线性累积损伤
用户使用/公共道路与试车场试验相对 损伤 百 分 位 用 户 使 用
汽车试验认证
认证方法：
样品试制：设计图纸、工艺要求； 道路试验：试验标准和规范、部件\系统\整车技术要求、法规和
限值； 试验室/台架试验：试验标准和规范、部件\系统\整车技术要求、
法规和限值； 数模模拟分析：来自试验规范或设计技术要求的输入载荷、部件
\系统\整车技术要求、法规和限值。
4
汽车试验认证
耐久试验不能完 全反映实际使用
相关：
耐久试验充分 反映实际使用
￥￥￥
不同的认证效率和售后成本
16
车辆使用测量-用途
用户车辆使用
工程设计 技术要求
认证试验规范开发
可靠性（寿命）、 优化设计
耐久、性能预测
发现、消除潜在 失效模式
减少售后索赔和 召回成本
相关
17
车辆使用测量-内容
机构调查 客户投诉
用户需求 开发策略
24
车辆使用测量-结果
承载结构载荷- 循环载荷
10000 1000 100
CyclesCount
10 1
0 40 80 120 160
Strain(ue)
10000 1000 100
CyclesCount
10 1
90%ileEstimate 90%Upperbound 90%Lowerbound
0 40 80 120 160 200
Strain(ue)
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车辆使用测量-结果
驾驶习惯、装置使用、动力传动系统载荷测量
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用户车辆使用测量-应用
承载结构载荷-疲劳损伤
局部应力 和应变
雨流统计
材料数据 部件尺寸数据
- 损伤计算 - 线性累积损伤
用户使用/公共道路与试车场试验相对 损伤 百 分 位 用 户 使 用
汽车疲劳耐久性道路试验
05
试验结果分析
数据分析方法
统计分析
对试验数据进行统计分析，包括 平均值、标准差、最大值、最小 值等，以评估数据的分布和离散 程度。
时域分析
对试验数据进行时域分析，如波 形分析、傅里叶变换等，以提取 车辆动态特性和振动规律。
频域分析
对试验数据进行频域分析，如频 谱分析、功率谱分析等，以揭示 车辆振动和噪声的频率特征及来 源。
试验方法
采用实际道路测试和模拟工况相结合的方法，模 拟车辆在不同路况、气候和驾驶习惯下的使用情 况。
试验过程
在多种典型路况下进行长时间行驶，包括高速公 路、城市道路、山路等，同时记录车辆各项性能 指标和驾驶员反馈。
试验结果与改进措施
试验结果
经过长时间的道路试验，发现车辆在某些部位出现了疲劳裂纹和磨损现象，影响了车辆的安全性能和 舒适性。
利用人工智能技术对汽车疲劳耐久性进行预测和优化，实现更高 效的试验和设计。
生物力学
借鉴生物力学的研究方法，将人体疲劳与汽车疲劳相结合，以提 高汽车座椅和人机界面的舒适性和耐久性。
智能化与自动化技术应用
数据采集与分析
利用先进的传感器和数据分析技术，实现高精度、高效率的数据采 集和疲劳性能分析。
虚拟仿真技术
验证汽车设计的可靠性和耐久性
通过模拟实际使用中的各种工况和载荷条件，可以验证汽车设计的可靠性和耐久性，及时发现和解决潜在的设 计缺陷或制造问题。
疲劳耐久性对汽车的重要性
提高汽车使用寿命
疲劳耐久性良好的汽车能够在使用过 程中保持性能，减少因过早疲劳损坏 导致的维修和更换部件的需求，从而 提高汽车的使用寿命。
结果解读
根据试验结果，分析汽车在疲劳耐久性道路试验中的性能表现，找出潜在的问题和薄弱环节。
汽车零部件疲劳耐久试验
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。
汽车零部件疲劳试验
20
1.236E‐02
200
3.683E+02
200
1.633E‐01
200
2.241E‐02
2200
1.526E+02
250
2.389E+00
100
2.810E‐01
累计总损伤强度：1.339E+3
累计百分比损伤强度
44.4% 0.0% 16.2% 0.1%
0.2% 0.0%
27.5%
0.0%
0.0% 11.4%
悬架压缩时侧向载荷：
FI [
W
a R
2
悬架伸张时侧向载荷：
F
[ W R
O
2
WH
R
)]
T
a
W
H
R
]
T
技术参数
W
WR H
T r
加速度 amax
摩擦系数 µ
FI
量值
2562 1280
640
1590 341 0.8
0.8
0.7
8249
单位
kg kg
mm
mm mm
g
N
FO
1563
N
整车满载载重 满载后桥轴荷 中心到地面高度
员
重
根据寿命数据判断其符合的概率分布规律；
量 分
布
零 件
寿 命 分 布
歪斜/长尾
用数理统计的方法计算分布参数，并给出寿命-概率结果。
对汽车结构疲劳寿命试验结果分析，最常用的是 2 参数威
布尔分布：
(T )
F (t ) 1 e
根据分布规律和试验数据获取分布参数得过程称为参数估
Part-II 车辆的疲劳耐久性工程_BHMC
• 中国机械工程手册在第6章“结 构疲劳强度设计”中指出：机械 零构件80％以上为疲劳破坏， 因此对于承受循环载荷的零构件 都应进行疲劳强度设计。
Slide 14
疲劳失效所涉及的领域
• 汽车、航天、航空、航海、能源、国防、铁路、 海洋工程及一般的机器制造等工业领域
轿车
农用车辆
工程车辆
国防
Slide 15
• 1959年，Paris 首先提出了一种用断裂力学参数处理 裂纹扩展的方法。
• 1961年，Neuber 建议了一种方法，估计应力集中处的 弹塑性应力应变。
• 1968年，Matsuishi 和 Endo 提出了雨流循环计数方法。 • 1981年，能够进行合理疲劳计算的计算机得到了发展。 • 1982年，nCode 国际有限公司成立，开发和销售疲劳寿命
Slide 40
ΔK-da/dN 曲线定义
d a / d N ( m / c y c l e ) da/dN
R=0 R=0.8
Cross Plot of Data : TESTDATA R=0.5
1E-5 1E-6
I
II III
1E-7
1E-8
1E-9
1E-10
1E-11 1E0
1E1 Delta K Apparent(MPa m1/2)
航空航天
铁路
能源
机器
5
疲劳失效机理：小裂纹的起始和扩展
位错滑移
Slide 16
第一阶段
~1mm
第二阶段
位错滑移和阶段一裂纹扩展
Aace
Slip bands form along planes of maximum shear giving rise to surface extrusions and intrusions
Slide 14
疲劳失效所涉及的领域
• 汽车、航天、航空、航海、能源、国防、铁路、 海洋工程及一般的机器制造等工业领域
轿车
农用车辆
工程车辆
国防
Slide 15
• 1959年，Paris 首先提出了一种用断裂力学参数处理 裂纹扩展的方法。
• 1961年，Neuber 建议了一种方法，估计应力集中处的 弹塑性应力应变。
• 1968年，Matsuishi 和 Endo 提出了雨流循环计数方法。 • 1981年，能够进行合理疲劳计算的计算机得到了发展。 • 1982年，nCode 国际有限公司成立，开发和销售疲劳寿命
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ΔK-da/dN 曲线定义
d a / d N ( m / c y c l e ) da/dN
R=0 R=0.8
Cross Plot of Data : TESTDATA R=0.5
1E-5 1E-6
I
II III
1E-7
1E-8
1E-9
1E-10
1E-11 1E0
1E1 Delta K Apparent(MPa m1/2)
航空航天
铁路
能源
机器
5
疲劳失效机理：小裂纹的起始和扩展
位错滑移
Slide 16
第一阶段
~1mm
第二阶段
位错滑移和阶段一裂纹扩展
Aace
Slip bands form along planes of maximum shear giving rise to surface extrusions and intrusions
疲劳试验 ppt课件
一疲劳曲线1对称循环疲劳曲线n曲线p96图531有水平段的疲劳曲线钢2无水平段的疲劳曲线有色金属不锈钢等三疲劳曲线和疲劳极限二疲劳极限1对称疲劳极限97循环载荷r1
第四章 疲劳试验
引言
材料构件在变动应力和应变的长期作用下， 由于累积损伤而引起的断裂的现象——疲劳。
疲劳属低应力循环延时断裂。 不产生明显的塑性变形，呈现突然的脆断。 ∴疲劳断裂是一种非常危险的断裂。 ∴工程中研究疲劳的规律、机理、力学性能指 标、影响因素等，就具有重要的意义。
（二）疲劳极限
1、对称疲劳极限 97 循环载荷，r=-1。 σ-1，τ-1，σ-1p（对称拉压）Leabharlann 2、不对称循环疲劳极限（σr）
利用已知的对称循环疲劳极限，用工程作图法求得各 种不对称循环疲劳极限。
或者采用回归的公式求得。 （1）应力幅σa~平均应力σm图
y轴上的边界点为0和σ-1 x轴上的边界点为0和σb
铜及轻合金：τ-1=0.55σ-1，铸铁τ-1=0.8σ-1 σ-1>σ-1p>τ-1
三、疲劳极限与静强度之间的关系
钢：σ-1p=0.23（σs+σb） σ-1=0.27（σs+σb）
铸铁：σ-1p=0.4σb σ-1=0.45σb
铝合金：σ-1p=σb/6 +7.5(MPa) σ-1p=σb/6 -7.5(MPa)
第二节 疲劳抗力指标及其测定
一、疲劳极限的测定
第一步 采用升降法测定条件疲劳极限， 第二步 用成组法测定σ一N曲线有限寿命段上各 点的数据， 第三步 绘制σ一N曲线。
二、不同应力状态下的疲劳极限 根据大量的实验结果，弯曲与拉压、扭转疲劳
极限之间的关系： 钢：σ-1p=0.85σ-1，铸铁σ-1p=0.65σ-1
第四章 疲劳试验
引言
材料构件在变动应力和应变的长期作用下， 由于累积损伤而引起的断裂的现象——疲劳。
疲劳属低应力循环延时断裂。 不产生明显的塑性变形，呈现突然的脆断。 ∴疲劳断裂是一种非常危险的断裂。 ∴工程中研究疲劳的规律、机理、力学性能指 标、影响因素等，就具有重要的意义。
（二）疲劳极限
1、对称疲劳极限 97 循环载荷，r=-1。 σ-1，τ-1，σ-1p（对称拉压）Leabharlann 2、不对称循环疲劳极限（σr）
利用已知的对称循环疲劳极限，用工程作图法求得各 种不对称循环疲劳极限。
或者采用回归的公式求得。 （1）应力幅σa~平均应力σm图
y轴上的边界点为0和σ-1 x轴上的边界点为0和σb
铜及轻合金：τ-1=0.55σ-1，铸铁τ-1=0.8σ-1 σ-1>σ-1p>τ-1
三、疲劳极限与静强度之间的关系
钢：σ-1p=0.23（σs+σb） σ-1=0.27（σs+σb）
铸铁：σ-1p=0.4σb σ-1=0.45σb
铝合金：σ-1p=σb/6 +7.5(MPa) σ-1p=σb/6 -7.5(MPa)
第二节 疲劳抗力指标及其测定
一、疲劳极限的测定
第一步 采用升降法测定条件疲劳极限， 第二步 用成组法测定σ一N曲线有限寿命段上各 点的数据， 第三步 绘制σ一N曲线。
二、不同应力状态下的疲劳极限 根据大量的实验结果，弯曲与拉压、扭转疲劳
极限之间的关系： 钢：σ-1p=0.85σ-1，铸铁σ-1p=0.65σ-1
《零部件疲劳试验》课件
维护成本增加
频繁更换和维修零部件增加了维护成本。
降低设备使用寿命
疲劳损伤累积导致设备性能下降，使用寿命缩短。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
零部件疲劳试验原理
疲劳失效机理
疲劳失效是指零部件在循环载荷作用下，经过 一定次数的循环后发生断裂的现象。
疲劳失效通常发生在高应力区域或结构不连续 处，这些区域会产生应力集中，导致局部应力 超过材料的疲劳极限，最终引发断裂。
案例二：飞机零部件疲劳试验
总结词
飞机零部件疲劳试验对于确保飞行安全至关重要。
详细描述
飞机在飞行过程中会受到复杂的气动载荷和结构载荷，这些载荷会对飞机结构产生疲劳效应。飞机零部件疲劳试 验通过模拟实际飞行中的载荷和环境条件，对机翼、机身、起落架等关键部位进行疲劳测试，以确保飞机在长期 使用过程中的安全性和可靠性。
数据采集系统
实时采集试验数据，包括载荷、应变、位移 等。
试验过程与步骤
安装与调试
将试样安装在试验机上，并进 行必要的调试，确保试验机正 常工作。
试验过程
按照设定的循环载荷进行试验 ，记录试验数据。
试样准备
选择合适的试样，并进行必要 的处理，如清洗、干燥等。
预处理
对试样进行预处理，如预加载 、预热等，以消除试样的初始 应力或变形。
自动化测试系统
开发自动化测试系统，实现疲劳 试验过程的自动化和智能化，提 高试验效率和质量。
热疲劳
由于温度变化引起的热应力导致的 疲劳。
03
02
低周疲劳
交变应力幅较高，断裂周次在 10^3~10^4之间。
环境疲劳
在腐蚀、辐射等特殊环境因素作用 下的疲劳。
频繁更换和维修零部件增加了维护成本。
降低设备使用寿命
疲劳损伤累积导致设备性能下降，使用寿命缩短。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
零部件疲劳试验原理
疲劳失效机理
疲劳失效是指零部件在循环载荷作用下，经过 一定次数的循环后发生断裂的现象。
疲劳失效通常发生在高应力区域或结构不连续 处，这些区域会产生应力集中，导致局部应力 超过材料的疲劳极限，最终引发断裂。
案例二：飞机零部件疲劳试验
总结词
飞机零部件疲劳试验对于确保飞行安全至关重要。
详细描述
飞机在飞行过程中会受到复杂的气动载荷和结构载荷，这些载荷会对飞机结构产生疲劳效应。飞机零部件疲劳试 验通过模拟实际飞行中的载荷和环境条件，对机翼、机身、起落架等关键部位进行疲劳测试，以确保飞机在长期 使用过程中的安全性和可靠性。
数据采集系统
实时采集试验数据，包括载荷、应变、位移 等。
试验过程与步骤
安装与调试
将试样安装在试验机上，并进 行必要的调试，确保试验机正 常工作。
试验过程
按照设定的循环载荷进行试验 ，记录试验数据。
试样准备
选择合适的试样，并进行必要 的处理，如清洗、干燥等。
预处理
对试样进行预处理，如预加载 、预热等，以消除试样的初始 应力或变形。
自动化测试系统
开发自动化测试系统，实现疲劳 试验过程的自动化和智能化，提 高试验效率和质量。
热疲劳
由于温度变化引起的热应力导致的 疲劳。
03
02
低周疲劳
交变应力幅较高，断裂周次在 10^3~10^4之间。
环境疲劳
在腐蚀、辐射等特殊环境因素作用 下的疲劳。
车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术
液压成型是一种利用液压原理将材料加工成所需形状的技术，在车辆制造中得到广泛应用，可以提高材料的成型质量和精度。
喷涂技术
喷涂技术可以提高车辆的外观质量和耐腐蚀性，如电泳涂装、静电喷涂等技术在车辆制造车辆疲劳耐久性研究展望
1
深入研究车辆疲劳损伤机理
2
3
深入研究金属材料疲劳裂纹萌生和扩展机理，包括微裂纹、界面裂纹等特殊疲劳损伤机理。
试验过程
01
安装样品
将选择的样品按照规定的安装方式安装在试验台上，确保安装牢固、稳定。
02
预处理样品
在试验开始前，对样品进行必要的预处理，如表面处理、涂层等，以消除样品本身对试验结果的影响。
数据整理
对试验过程中记录的数据进行整理，提取与疲劳耐久性相关的数据，如应力、应变、循环次数等。
数据统计
对提取的数据进行统计和分析，计算相应的指标和参数，如疲劳寿命、应力幅等。
优化设计
对新设计的发动机支架进行疲劳试验，并与原车型进行对比评估，以确保优化后的支架疲劳性能得到提升。
验证与评估
A
B
C
D
整体结构分析
利用三维扫描技术获取重型卡车的整体结构模型，进行详细的应力、应变分析。
优化设计
根据预测结果，对重型卡车的整体结构进行优化设计，如改变车身形状、增加支撑结构等。
验证与评估
针对不同使用工况和环境条件，进行疲劳寿命预测模型的修正和优化，提高预测的准确性和可靠性。
01
03
02
研究新型高强度材料和先进制造技术，以提高车辆结构和零部件的抗疲劳性能。
发展车辆疲劳耐久性设计方法和优化策略，包括优化零部件的几何形状、受力分析和优化布局等。
探索基于健康监测和无损检测的车辆疲劳损伤监测与评估技术，及时发现和修复潜在损伤，延长车辆使用寿命。
喷涂技术
喷涂技术可以提高车辆的外观质量和耐腐蚀性，如电泳涂装、静电喷涂等技术在车辆制造车辆疲劳耐久性研究展望
1
深入研究车辆疲劳损伤机理
2
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深入研究金属材料疲劳裂纹萌生和扩展机理，包括微裂纹、界面裂纹等特殊疲劳损伤机理。
试验过程
01
安装样品
将选择的样品按照规定的安装方式安装在试验台上，确保安装牢固、稳定。
02
预处理样品
在试验开始前，对样品进行必要的预处理，如表面处理、涂层等，以消除样品本身对试验结果的影响。
数据整理
对试验过程中记录的数据进行整理，提取与疲劳耐久性相关的数据，如应力、应变、循环次数等。
数据统计
对提取的数据进行统计和分析，计算相应的指标和参数，如疲劳寿命、应力幅等。
优化设计
对新设计的发动机支架进行疲劳试验，并与原车型进行对比评估，以确保优化后的支架疲劳性能得到提升。
验证与评估
A
B
C
D
整体结构分析
利用三维扫描技术获取重型卡车的整体结构模型，进行详细的应力、应变分析。
优化设计
根据预测结果，对重型卡车的整体结构进行优化设计，如改变车身形状、增加支撑结构等。
验证与评估
针对不同使用工况和环境条件，进行疲劳寿命预测模型的修正和优化，提高预测的准确性和可靠性。
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03
02
研究新型高强度材料和先进制造技术，以提高车辆结构和零部件的抗疲劳性能。
发展车辆疲劳耐久性设计方法和优化策略，包括优化零部件的几何形状、受力分析和优化布局等。
探索基于健康监测和无损检测的车辆疲劳损伤监测与评估技术，及时发现和修复潜在损伤，延长车辆使用寿命。
疲劳分析介绍PPT学习教案
疲劳分析介绍
会计学
1
内容提要
1.概述 2.交变应力 3.S-N曲线 4.影响因素 5.疲劳寿命计算方法 6.SN方法介绍
第1页/共42页
1.概述-疲劳失效危害
19世纪30-40年代，英国铁路车辆轮轴在轴 肩处多次发生破坏；
1954年, 英国慧星号喷气客机坠入地中海 （机身舱门拐角处开裂）；
Kt
max 0
σmax为最大应力，σ0为载荷除以缺口处 净截面积所的得平均应力（名义应力）
。
第23页/共42页
4.3缺口形状效应-疲劳缺口系数
除非是高强度材料，零件的疲劳极限 并非随 Kt降低 想象中 那样大 ，即应 力集中 使零件 疲劳强 度降低 的倍数 和它使 零件应 力提高 的倍数 并不相 同。此 时应力 集中系 数就无 法真实 地反映 缺口对 疲劳强 度的影 响。因 此常用 疲劳缺 口系数Kf（fatigue notch factor，又被称为有效应力集中系数） 来更直 接地反 映疲劳 强度的 真实的 降低程 度。
4.疲劳寿命的影响因素
Factors Influencing Fatigue Life 平均应力
Mean stress
尺寸效应
Component size
缺口与不连续形状
Notches and discontinuities
表面处理及粗糙度
Surface treatment & finish
电镜照片－铝合金疲劳辉纹图
第7页/共42页
1.概述-疲劳研究发展简史
19世纪40年代，铁路机车车轴的疲劳破坏问 题。德国A.沃勒通过旋转弯曲试验获得车轴 疲劳结果，把疲劳和应力联系起来，提出 疲劳极限的概念，奠定了常规疲劳分析的 基础。
会计学
1
内容提要
1.概述 2.交变应力 3.S-N曲线 4.影响因素 5.疲劳寿命计算方法 6.SN方法介绍
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1.概述-疲劳失效危害
19世纪30-40年代，英国铁路车辆轮轴在轴 肩处多次发生破坏；
1954年, 英国慧星号喷气客机坠入地中海 （机身舱门拐角处开裂）；
Kt
max 0
σmax为最大应力，σ0为载荷除以缺口处 净截面积所的得平均应力（名义应力）
。
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4.3缺口形状效应-疲劳缺口系数
除非是高强度材料，零件的疲劳极限 并非随 Kt降低 想象中 那样大 ，即应 力集中 使零件 疲劳强 度降低 的倍数 和它使 零件应 力提高 的倍数 并不相 同。此 时应力 集中系 数就无 法真实 地反映 缺口对 疲劳强 度的影 响。因 此常用 疲劳缺 口系数Kf（fatigue notch factor，又被称为有效应力集中系数） 来更直 接地反 映疲劳 强度的 真实的 降低程 度。
4.疲劳寿命的影响因素
Factors Influencing Fatigue Life 平均应力
Mean stress
尺寸效应
Component size
缺口与不连续形状
Notches and discontinuities
表面处理及粗糙度
Surface treatment & finish
电镜照片－铝合金疲劳辉纹图
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1.概述-疲劳研究发展简史
19世纪40年代，铁路机车车轴的疲劳破坏问 题。德国A.沃勒通过旋转弯曲试验获得车轴 疲劳结果，把疲劳和应力联系起来，提出 疲劳极限的概念，奠定了常规疲劳分析的 基础。
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