QCT637-2000汽车发动机曲轴弯曲疲劳强度试验方法

对子 数目
在升降法相邻两级试验载荷下，出现相反试验结果（通 过和失效）的二个独立试验组成“一对”。所有这些 对的总数，称为对子数目
平均 试验
N·m
升降法相邻两级载荷的平均值。设第 i 次试验载荷为 Sti，第 i+1 次试验为 Sti+1，则 Sri=（Sti+Sti+1）/2
名义 工作 弯矩
N·m
4.4 试验开始前，试样应统一编号。试验顺序应按编号随机化处现后进行。
5 试验装置
5.1 疲劳试验装置应通过国家计量器具的型式批准，试验频率及载荷应保证不 会导致试样危险截面产生局部发热，频率应控制在 20 Hz～200 Hz 范围内。
5.2 试验采用夹具上某一定点的加速度值作为力载荷控制参数，因为这样引起 的载荷系统误差最小。一般采用加速度传感器，也可选用位移或应变传感器。在
疲劳 强度
N·m
从载荷——寿命曲线上所确定的恰好在 N 次循环时失 效的一个载荷估计值。载荷用弯矩表示
疲劳 极限
N·m
在指定循环基数下，母体的中值疲劳承载能力，亦即 母体的 50％能经受规定的循环基数而不产生裂纹或 断裂的一个载荷估计值
试验 载荷
N·m
子样总数为 n 的一组试验中，第 i 次独立试验所使用 的交变载荷幅。试验载荷用弯矩表示
中华人民共和国汽车行业标准
汽车发动机曲轴弯曲疲劳试验方法
QC/T 637-2000
1 范围
本标准规定了汽车发动机曲轴曲拐试样的台架疲劳试验力法、数据处理方法 和试验精度要求。
本标准适用于下列情形：曲轴疲劳强度评估试验、新设计、变更工艺、变更 材料、货源鉴定、产品质量抽检及其它认为可能引起疲劳强度显著变化等情况。
按附录 A 规定方法，计算得到的曲轴工作时承受弯炬 的一个理论估计值
4 抽样
4.1 试样应是经稳定工艺生产的同一批工业产品，数量不少于 30 根并经质量检 验确认符合产品图样、工艺及材料规定，从中随机抽样。
4.2 试样数量应能保证试验精度满足本标准 6.4。
4.3 由曲轴上截取试样的方法，应保证能获得曲轴中疲劳强度最薄弱的部位， 并用简图形式作出规定，在以后同类试严重保持不变。
实际工作中允许通过调节中间放大环节使传感器的电压输出量直接表示成为载 荷值（称为归一化处理）。 5.3 试验系统采用静标动测法通过试样上的应变值作为中间量对试验载荷进 行检定。试验力矩示值得相对误差不应大于±3％，示值的重复性相对误差不应 大于 3％。计算公式如下：
力值检定应使用量程适当的三等标准测力仪。应变测量应使用准确度为 1％ 的电阻应变仪或应变放大器。力臂长度测量精度应优于 0.1％。 5.4 当对系统检定结果产生疑问时，可根据力学惯性原理，计算在一定弯矩下 夹具上某点的加速度值来进行复核，但这时所用的传感器应事先进行检定，确保 所得加速度值误差不大于±3％。 5.5 系统应至少每年检定一次，对传感器归一化值进行修正并作好记录。所用 测试仪表需有计量部门定期检验合格证明。根据工作需要，系统也可以在每进行 一组试验之前检定一次。 6 试验方法 6.1 试验循环基数取 107，并在试验报告中注明。 6.2 判据 6.2.1 承载能力：曲轴疲劳承载能力以弯矩为判据，但不排除各企业可以采用 其它指标（例如：力、应力…）作为自己的内控判据。 6.2.2 试样开裂：试样产生疲劳裂纹的特征是系统共振频率下降，规定下降量 为开始试验时频率的 1％作为试样开裂的判据。如果委托试验，双方也可以经过 协商量另定规定，但这时的开裂判据应在试验报告中注明。 6.3 试验程序
2 引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准 出版时所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用 下列标准最新版本的可能性。
GB/T 10623-1989 金属力学性能试验术语
3 符号、术语及定义
本标准中采用的符号、术语及其定义见表 1；疲劳试验有关术语见 GB/T 10623。
曲拐试样 S—N 曲线的测定是曲轴承载能力评估的基础，可由成组法和升降 法两部分试验组成。成组法取三个组，分别获得三个载荷水平下具有 50％存活
率的对数中值寿命；升降法则用以获取具有 50％存活率的条件疲劳极限。 用上述 4 个点组成 S—N 曲线，然后按三参数幂函数的形式拟合获得具有 50
％存活率的 S—N 曲线，并且根据各点的标准差推算出不同失效概率的 P—S—N 曲线。具体步骤如下： 6.3.1 成组试验法
表 1 符号、术语及其定义
符号 N0
Nt Fs
σ1 M-1 Sti(i=1、 2…n) n
Sri
M-1
术语 单位
定义
循环 基数
次
测定疲劳强度时.人为规定的一个载荷循环次数界限。 试样超过该界限即中止试验。对高周疲劳通常规定 N0=107
疲劳 寿命
次
通过试验确定的一个试样至疲劳失效时所经受的规定 交载荷次数
用成组法评估曲轴在过载时的疲劳强度。在一个较高的载荷下，用一组不少 于 8 个的试样，测定它们对数疲劳寿命 Nt 的平均值和标准差，就构成了成组法的 试验结果，其精度满足 6.4。
成组试验法三组载荷水平的选择应使曲拐断裂的循环次数分别在下列范围 内：
S1=(0.8～5.2）×105 S2=(5.2～8.0）×105 S3=(0.8～5.2）×106 也可以将试验结果在正态概率纸上检验在该载荷下的失效概率—对数寿命 关系是否符合对数正态分布（检验各点是否在一直线上）。在满足所要求的最小 相关系数的情况下，计算中值对数寿命和标准差，并通过检验变异系数确定是否 已经满足本标准中 6.4，最后画出失效溉率——对数寿命图，见图 1。
QC/T 637-2000 （2000-01-19 发布，2000=07-01 实施）
原机械部标准，JB 3258-1983《汽车发动机曲轴弯曲疲劳台架试验方法》己 于 1998 年 3 月 12 日由机械工业部通知废除。
本标准与原 JB3258-1983 标准的主要区别在于： 1）统一规定循环基数 N0=107； 2）要求试验机精度提高到优于±3％； 3）用一定存活率下的承载能力来表达曲轴的可靠性，取消“安全系数”应 该≥1.3 的规定； 4）用数理统计方法处理疲劳试验数据； 5）规定了试验结果的置信度和相对误差。 附录 A、附录 B 和附录 C 都是标准的附录。 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：东风汽车公司工艺研究所。 本标准主要起草人，徐家炽