
ICS27.020 J92 备案号:536362016
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T126612016
内燃机连杆 疲劳试验方法 Internal combustion engines-Connecting rod-Fatigue test method
2016-06-01实施
2016-01-15发布
中华人民共和国工业和信息化部发布
JB/T12661—2016
目 次
前言 1范围, 2规范性引用文件 3术语和定义 4试验装置. 5试样..
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5.1试样的准备 5.2试样数量 6试验环境. 7试验方法 7.1试验部位 7.2试验方法选择 7.3试验精度要求 7.4不同存活率下的疲劳强度 7.5试验判据 8试验步骤 8.1安装试样 8.2试验载荷的确定. 8.3加载试验 9原始记录 10试验报告附录A(规范性附录) 安全疲劳强度的计算
口
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表A.1最少对子数目与变异系数的关系表A.2最少对子数目与修正值K的关系表A.3最少对子数目与变异系数的关系
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前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC177)归口。 本标准起草单位:天润曲轴股份有限公司、承德苏垦银河连杆股份有限公司、云南西仪工业股份有
限公司、上海内燃机研究所、上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心、常州远东连杆集团有限公司。
本标准主要起草人:周先忠、刘红福、朱海清、邓伟、沈红节、孟红霞、倪培相、邱建平、张勇、 王磊、邱伟冰。
本标准为首次发布。
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内燃机连杆疲劳试验方法
1范围
本标准规定了内燃机连杆疲劳试验的术语和定义、试验装置、试样、试验环境、试验方法、试验步骤、原始记录、试验报告。
本标准适用于缸径在200mm以下的内燃机连杆疲劳强度评估。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T10623一2008金属材料力学性能试验术语
3术语和定义
GB/T10623一2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
载荷比率rate R 试样在试验过程中所承受的最小压缩载荷与最大拉伸载荷之比,压缩载荷为负值,拉伸载荷为正值。
3.2
变异系数coefficientof variation CV 样本平均数标准偏差,由样本平均数区分。
3.3
试验载荷 test load 在一组试验中,施加于试样的拉压交变载荷,用力来表示。
3.4
交互载荷 interactiveload 试验的振幅,是最大拉伸载荷与最小压缩载荷绝对值之和的一半,为正值。
3.5
对子数目 thenumber of pair 7 在升降法相邻两级试验载荷下,所有出现相反试验结果(通过和失效)的两个独立试验组成(一对)
对的总数。
4试验装置
4.1试验装置为电液伺服连杆疲劳试验系统或高频疲劳试验系统。
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4.2连杆试样与试验装置之间通过大、小头孔夹具销联接。 4.3连杆大、小头采用间隙配合时,试验装置应有润滑系统,保证试验过程中试样与夹具联接部位的润滑。 4.4润滑系统应满足如下要求:
a)润滑油采用液体润滑油; b)润滑油应有足够流量,避免夹具销的干燥接触: c)润滑油温度在20℃~65℃范围内: d)应保证润滑油清洁。
5试样
5.1试样的准备 5.1.1试样应是经检测符合质量要求的产品,至少应包括连杆体、连杆盖、螺栓,可以根据试验需要选用大头轴瓦、小头衬套。 5.1.2试验前应对全部试样编号并随机化处理。 5.2试样数量 5.2.1试样数量规定最少为12件。 5.2.2如有特殊要求,申请方与试验方可以协商确定。
6试验环境
6.1试验机周围无腐蚀性气体和强电磁干扰。 6.2室内温度范围为10℃~35℃,相对湿度不大于80%
7试验方法
7.1试验部位
连杆由连杆大头、连杆小头和连杆杆部3个部位组成,每个部位有不同的强度特性,这些部位在发动机运转时承受不同载荷的影响,原则上应对这3个部位进行独立试验,也可以根据设计和验证的实际需要选择其中某个薄弱部位进行试验。如有特殊要求,申请方与试验方可以协商确定。试验部位分类具体如下:
a)连杆大头:主要是连杆盖和螺栓; b)连杆小头,主要是指活塞销孔水平中心线上半部分: c)连杆杆部,即位于连杆盖的分离面与活塞销孔水平中心线之间的部分。
7.2试验方法选择
采用升降法试验:用以获取具有50%存活率的条件疲劳强度,具体方法如下: a)根据上一个试样的试验结果(失效或通过):决定下一个试样的试验水平(降低或升高),直至
完成全部试验。对第一次出现相反结果(失效和通过;通过和失效)以前的数据,若其在以后的试验数据波动范围之外,则予以舍弃:若其在上述波动范围之内:则作为有效数据加以利用作为该试样拉压载荷下的一个有效数据。
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b)试验过程中,应保证所有试样的载荷比率R相同。 c)试验过程中,载荷增加或减小的数值应为固定值,为交互载荷的2.5%~3.5%。 d)连杆在50%存活率下的疲劳强度的计算见公式(1)和公式(2)。在计算过程中,疲劳强度载
荷可以采用压缩载荷或者拉伸载荷,但必须始终采用同一种载荷进行计算。
(1)
S, + Si+1
(2)
Sa
式中: F—连杆疲劳强度;
有效数据的对子数目:
SSi+1分别是出现相反结果的相邻两级试验载荷,i=1、2、、n。
e)变异系数按附录A确定是否满足7.3的要求。
Z(St - F)2
(3)
n-
CV=Sm-1/F
(4)
式中: Sm-1—子样标准差: CV 一变异系数。
7.3试验精度要求
试验最小的子样由成对(升降法)试样构成,试验结果应满足置信度≥95%、相对误差≤5%的要求。如果精度不能满足,应加大子样数量直至满足要求为止,具体见附录A。 7.4不同存活率下的疲劳强度
因为试验得到的疲劳强度是在存活率50%时的值,即中位值,所以有时需要对不同存活率下的疲劳强度进行估算。存活率为P时的疲劳强度值可按公式(5)计算。
F(P)-F-aKSn-
(5)
式中: a 一对应概率为P的单侧正态分布分位值; K- 一与有效数据的对子数目有关的修正系数: Sn-l- 一对应F的标准差。 安全疲劳强度的估算精度可参照附录A计算。公式(5)中的K值可按表A.2根据n值查出。 7.5试验判据 7.5.1连杆试样应在规定的载荷条件下经过交互循环107次。 7.5.2通过107次的交互循环,并且试件的任何部位都没有明显的裂纹,则认为试样合格。 7.5.3如果委托试验,双方也可以经过协商另定规定,但这时的试验判据应在试验报告中注明。
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8试验步骤
8.1安装试样 8.1.1连接方式:
a)检验连杆大头时,连杆大头应加装轴瓦,并与连接夹具销间隙配合,夹具销直径与连杆相配套
曲轴的曲柄销直径一致;连杆小头去除衬套后与夹具销过盈联接。 b)检验连杆小头时,连杆大头与夹具销过盈联接:连杆小头保留衬套,与夹具销间隙配合,夹具
销直径与原机活塞销直径一致。 c)检验连杆杆部时,连杆大头与夹具销过盈联接;连杆小头去除衬套后与夹具销过盈联接。
8.1.2连杆试样应装配完整,装配流程应始终不变,以便减小装配造成的试验偏差。 8.1.3连杆试样的大头螺栓打紧规范应与连杆装配到发动机上时的工艺规范一致。 8.1.4连杆与夹具销联接时,如果是过盈配合,安装前应在接触面上涂抹二硫化钼或其他相似的润滑物质。 8.1.5连杆试样应垂直放置在试验机上,或者“大头向上”,或者“小头向上”。试验过程中,每一个试样方向都要保持不变。 8.1.6试验过程中,为了避免连杆的侧面受力,试验机的上、下夹具与连杆大、小头侧面应保证足够的间隙,至少在1.5mm以上。 8.2试验载荷的确定
最初的试验载荷是理论载荷与安全系数的乘积,理论载荷和安全系数主要由委托试验方提供。 8.3加载试验
试样安装完毕后,按照第6章的试验方法开机进行试验。
9原始记录
试验人员应当记录每组试样的下列数据: a)试验日期(自××日起至××日结束); b)试验目的: c)试验仪器: d)试样数量: e)试样说明(试样号、材质、工艺、表面状态等); f)试验载荷: g)试验频率: h)运行循环数: i)失效的描述;一组试验完成后,其原始记录应随同一份试验报告存档备查。
10试验报告
试验人员根据试验数据,通过计算分析出具试验报告。报告应包含下列信息: a)试样信息(供应商、型号、材料、零件号、图样号):
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