連桿疲勞強(qiáng)度試驗及分析方法重慶汽車研究所-wenkub.com
2024-08-16 16:34 本頁面
【正文】 5 試驗斷口分析疲勞試驗樣品連桿在小頭、大頭、桿身及螺栓、螺紋處出現(xiàn)疲勞失效，均認(rèn)為失效形式正常，但由于明顯的尺寸超差，操作失誤等因素造成的早期異常失效，其數(shù)據(jù)應(yīng)于剔除。由關(guān)系曲線可以看出，R與f（xf）和f（x）的關(guān)系為： （14）由于（xf）和（xl）分別服從正態(tài)分布，根據(jù)概率的乘法原理，R也應(yīng)服從正態(tài)分布規(guī)律?？梢越普J(rèn)為此偏差就相當(dāng)于連桿工作載荷的標(biāo)準(zhǔn)離差。（++）/3 =177。式中自由度ν=n1=121=11， 則 （11）=則 由此，得： kN≤≤方差σ2的1 α的置信區(qū)間為： 取 = ；則 =；置信度1= 自由度 =121=11式中 及是自由度為11的的分布的下側(cè)分位數(shù)，查分布表（見附表4）,得：（11）= ；（11）=有： ≤б2≤≤≤。在此例中，經(jīng)計算，（9）式中的1=， =則可求出回歸方程為：F = +（kN）條件疲勞強(qiáng)度均值為： = （kN） 樣本標(biāo)準(zhǔn)離差為：S=FZ=1Fz=0= （kN）因此，就可確定連桿的條件疲勞強(qiáng)度正態(tài)分布概率密度函數(shù)為： （12）回歸方程的顯著性檢驗相關(guān)系數(shù)RR = （13）其中：= 截斷載荷 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量 n參加回歸的試樣數(shù)量 在回歸方程（9）中，具有11個數(shù)據(jù)點，即n=11?！鱦i = [（n+1） ji 1]/（1+nj） （7）nj 剩余子樣總數(shù)得 αi后，查正態(tài)分布表（見附表1）得到相對的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布變量Zi。 logp p0 p1 p2 p3 pi Fi F3 F2 F1 1/4 N1 N2 N3 Ni Nf log N 圖2截斷壽命載荷Fi的確定方法示意圖根據(jù)解析法將（P0，1/4）和（Pi，Ni）點代入對數(shù)方程，可得： logFi = ( 5 )式中Pi為各級試驗的載荷幅值，P0即為QCI。QCI是理論上一近似值，作為SN曲線上的一點，另一點由試驗得到。 計算截斷壽命載荷在材料或零件做疲勞試驗時，交變載荷與試驗壽命有如下關(guān)系：б=бf（2Nf）b （2）或者 logб= logбf + blog（2Nf） （3）式中：б交變應(yīng)力，Nf循環(huán)壽命，бf疲勞壽命系數(shù)，b由材料決定的常數(shù)。它通過對疲勞數(shù)據(jù)的分析得出總體疲勞強(qiáng)度分布區(qū)域，以確定設(shè)計是否合理。3 疲勞試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析時，首先要確定這些數(shù)據(jù)符合什么分布函數(shù)。 試驗頻率及循環(huán)基數(shù)進(jìn)行連桿疲勞試驗時，加載頻率應(yīng)與發(fā)動機(jī)額定工況下連桿負(fù)荷變化頻率相當(dāng)。由表2計算結(jié)果可知，連桿小頭端所受負(fù)荷最大，平均載荷的確定可按表2中連桿小頭端總載荷中的[（）+（）]/2 計算，本例中平均載荷Pm為89kN。載荷負(fù)荷永為正。在載荷循環(huán)中具有最小代數(shù)值的載荷，以拉伸為正，壓縮載荷為負(fù)。 = +，其余類推。連桿大頭端燃?xì)庾饔昧T性力總載荷177。該機(jī)型的工作條件如表1所示。2 試驗原理 連桿的工作載荷連桿的工作載荷主要由兩部分組成，一是經(jīng)活塞頂傳來的燃?xì)獗l(fā)力，二是活塞連桿組高速運動產(chǎn)生的慣性力。 在連桿、連桿螺栓的疲勞強(qiáng)度分析時，置信度取90%，=10%。與所取的有關(guān)，這個值叫做顯著度。1 術(shù)語 存活率p—母體中個體疲勞壽命大于疲勞壽命Np的概率。 具有存活率p的疲勞壽命Np Np的含義是母體中有p的個體疲勞壽命大于Np。當(dāng)顯著度和自由度給定時，按 給出，值可由附表2查出。 可靠度 零、部件在規(guī)定的時間和給定的條件下正常工作的概率，是針對零、部件個別而言。在分析時，進(jìn)而認(rèn)為最大燃?xì)獗l(fā)力和慣性力均在上止點出現(xiàn)，兩者可以迭加。表1某一300kw 發(fā)動機(jī)的工況 工況 性能最大扭矩標(biāo)定功率25%超速超供油轉(zhuǎn)速 r/min150021002625 最高氣缸壓力MPa連桿工作載荷計算結(jié)果如表2所示： 表2 連桿工作載荷計算結(jié)果 kN 工況部位 載荷最大扭矩標(biāo)定功率25%超速超供油連桿小頭端燃?xì)庾饔昧T性力總載荷177。177。 試驗
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