汽车耐久疲劳试验，电子盐雾试验

汽车耐久疲劳试验，电子盐雾试验

汽车耐久性作为车辆产品主要性能指标之一，直接影响车辆的安全性、可靠性。实际道路试验、试验场试验、台架试验是耐久试验的主要考核方法。台架试验由于试验周期短、成本较低的优势，越来越受到车企的重视。在此，主要对结构件台架耐久试验和相关疲劳理论做简单介绍。
 

汽车在行驶时，会受到随时间变化的动态随机载荷。在载荷的作用下，汽车的许多零部件会引起疲劳损伤，破坏形式通常是疲劳断裂。

1.S-N曲线

疲劳问题早在19世纪初提出。德国工程师Wöhler通过对疲劳损伤问题进行系统的研究，提出了疲劳寿命与循环应力的关系，并确定应力幅是疲劳破坏的决定因素。在1871年，他提出了利用应力-寿命（S-N）曲线来分析疲劳问题的方法，为工程结构疲劳的研究奠定了理论基础。

Wöhler

零件的疲劳损伤是一个复杂的过程。通常可以分为三个阶段：

·   裂纹初始；

·   裂纹扩展；

·   断裂失效。

对于外形和材料分布比较均匀的零部件来说，局部变形通常是从表面应力集中区域开始。随着加载循环次数的增加，零件的裂纹长度随之增加。达到一定循环次数之后，裂纹将导致零件失效。

金属材料通常存在一个临界的大应力，低于此应力进行循环加载时，材料永远不会发生破坏，这个应力称为疲劳极限，也称疲劳强度。当载荷大于疲劳极限时，材料会出现疲劳破坏。疲劳试验采用循环周期载荷进行加载，用不同的载荷或应力幅值与其对应的失效次数来表达，这就是S-N曲线。

S-N曲线

由图可知，在曲线上点应力S越小，试验的次数越多，也就是材料的疲劳寿命越长；当输入的载荷产生的应力小到一个特定值时，寿命N趋于无穷大，应力S的极限值Sf，称为材料的疲劳极限。在疲劳极限以下，载荷周期很长也不会引起零部件失效。

2.循环计数法

在工程实际中，为了便于疲劳可靠性分析，需要对随机载荷进行分析和描述，将随机载荷的时间历程转化成为一系列循环的方法，称为“循环计数法”。计数法可以分为单参数循环计数法和双参数循环计数法两大类。

单参数循环计数法主要有波峰-波谷、幅度穿越和区间计数等方法，使用较少，更常用的是双参数计数法。

属于双参数计数法的主要有雨流计数法、变程-对均值计数法等，其中雨流计数法在疲劳寿命分析和疲劳设计、试验中应用为广泛，终得到的疲劳分析**度也较高。

1968年，松石（Matsuishi）和恩杜（Endo）通过模拟雨滴落到塔顶和从塔顶边缘落下的过程，早提出了雨流计数法。雨流计数法适用于以典型载荷谱段为基础的重复历程。

雨流计数法

3.Miner准则

疲劳损伤理论可归结为两个大类：线性损伤理论和非线性损伤理论。其中线性损失理论主要是Miner准则、修正Miner 法则及相对Miner法则，非线性损伤累积理论主要有Manson 双线性累积理论、Corten-Dolan理论等。其中，Miner准则为简单和应用为广泛。在此对Miner准则及其相关理论做一个详细介绍。

线性累积损伤理论是当前预测疲劳寿命的重要工具。假设车辆在某段实际运行载荷中，某载荷幅值出现的次数为n1，其零件S-N曲线中，同载荷幅值对应的循环次数为N1，则这段运行信号中这种载荷对零件的损伤D=n1/N1。以此为基础，零件在应力水平Si下作用ni次循环下的损伤为Di=ni/Ni，若在k个应力水平Si作用下，各经受ni次循环，则可定义其总损伤为： 

线性累计损伤

当D=1，即损伤值进行相加求和等于1时，就可认为零部件出现了失效。