汽车工业的疲劳试验

什么是疲劳试验?

疲劳是任何涉及交替的事情, 或循环, 应力或应变, 这种载荷会在远低于材料或部件的屈服强度的应力下造成损坏或开裂.

我们把100到10000的周期称为 低周疲劳，而超过10,000则被称为 高周疲劳. 考虑到汽车或其部件可能有数百万次循环，这一点非常重要.

在汽车工业中，哪些材料和部件最常进行疲劳测试? 

在材料方面, 汽车im体育平台app下载主要使用钢材制造结构件, 缸体和缸盖用铸铝, 和铸铁的曲轴. 铝越来越多地应用于汽车的车身面板和结构部件. 也就是说, 较大的车辆，如卡车，可以使用铸铁的部分，如头部和块, 由于所涉及的负荷和温度. 钢和铝是, 然而, 越来越多地以新的方式形成:与旧的实心棒或板结构相比，液压成形制造管状零件的目的是减轻材料的重量.

用于疲劳试验, 我们可以将这些材料的用途分为汽车的结构部件和动力总成. 汽车的结构部分包括车门的中心支柱和跑步板. 其他结构部件包括框架, 保险杠, 括号, 引擎的摇篮, 座位部分, 座椅靠背和车轮, 从振动和耐撞性的角度来看，所有这些都是在材料和部件层面进行的测试. 由于费用和复杂性, heads and blocks are not usually fatigue tested; heads and blocks are usually fatigue tested with coupon samples, 哪些是已经从组件中切除和加工的试样. 然而, 曲轴和整个发动机仍然要在严重的超温和负载条件下进行测功机测试.

How does 疲劳测试 differ when testing different materials; composites vs. 金属?

在汽车制造业中， 聚合物基复合材料(PMC) 和碳纤维增强聚合物(CFRP). 与金属相比，这些材料为疲劳测试提供了有趣的挑战. 从设置测试本身的角度来看， 复合材料疲劳试验 需要先进的加工技术，以避免纤维拉出, 用于测量低载荷的敏感测压元件和先进的夹紧技术，以避免金属不会发生的夹紧骨折.

由于其各向异性的性质，pmc提出了另一个挑战. 这些材料的性质随方向而变化, 因此，包括覆盖层方法在内的铺层技术被设计用来消除各向异性. 结果是, 任何疲劳试验都需要考虑分层结构的加载方向.

材料、技术、方法或工具的未来趋势是否会引起变化?

而基本原则在里面 疲劳测试 在过去的五十年里没有改变吗, 标本测试无疑经历了重大的改革. 试验控制和应变寿命疲劳信息分析数据的数字化是疲劳试验的最大变化.

一个非常重要的发展, 哪个在im体育平台app下载内获得了更多的关注, “准时制”制造方法是否越来越流行. 这促使制造商评估如何减少疲劳测试阶段所需的时间. 自然, 较长的测试周期需要特定的时间框架, 加速疲劳试验频率会对疲劳试样产生的温度产生影响, 这可能会改变结果和所需的条件.

im体育平台app下载内, 最终目标是在当前的LCF/HCF测试中增加甚高循环疲劳(VHCF)测试, 哪一种方法能更准确地预测汽车im体育平台app下载的长期疲劳寿命. VHCF方法涉及对疲劳测试的彻底反思. 目前，VHCF测试的开发涉及让声波通过样品, 而不是目前的技术应用疲劳应变样品与移动伺服液压致动器.

我们正在努力实现的另一个重大变化是材料疲劳试验的建模. 模型预测引入虚拟铸造和测试过程, 这个im体育平台app下载的主要变化是什么. 这些虚拟过程将不可避免地大大节省当前物理金属加工和测试方法, 作为证明材料需要大量的费用.

生命预测是一个很大的研究领域, 这将允许制造商修改他们的工艺，以快速提供增强的材料性能和改进的产品和车辆的性能.

新的制造技术，如 3 d打印技术，将带来新的挑战. 最终, 在这个阶段，我们还不能准确地预测这些材料在抗疲劳方面的巨大优势(或者可能是劣势). 随着我们收集更多关于它们的制造和性能的信息, 我们将看到它们的使用有所增加.

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