CSTM-汽車用薄鋼板第3部分：軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法編制說明

《汽車用薄鋼板第3部分：軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明（征求意見稿）《汽車用薄鋼板第3部分：軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定小組2021年9月5日一、工作簡(jiǎn)況1.任務(wù)來源根據(jù)中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)［2021］201號(hào)文件“關(guān)于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《汽車用薄鋼板第3部分：軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》的立項(xiàng)公告”所下達(dá)的中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃，《汽車用薄鋼板第3部分：軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)列入中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃，計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX990000792—2021。該標(biāo)準(zhǔn)由鞍鋼鋼鐵研究院牽頭，中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司、鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司、上海大學(xué)、奇瑞汽車股份有限公司、中汽研汽車檢驗(yàn)中心（天津）有限公司等單位起草。計(jì)劃于2021年完成審定，本標(biāo)準(zhǔn)由中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)CSTM/FC99綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會(huì)歸口。標(biāo)準(zhǔn)起草過程2020年1月，調(diào)研國內(nèi)外汽車薄板應(yīng)變疲勞測(cè)定試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)、技術(shù)資料。2020年2月-2020年8月針對(duì)厚度較薄、強(qiáng)度較低的汽車鋼應(yīng)變疲勞試驗(yàn)難度大，選擇厚度從0.8mm～1.4mm，強(qiáng)度級(jí)別從110MPa至670MPa，采用軸向疲勞試驗(yàn)機(jī)開展標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證試驗(yàn)。2020年9月-2021年8月通過分析總結(jié)，撰寫《汽車薄板軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)草案。2021年8月，中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會(huì)在北京組織召開了《汽車薄板軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》線上團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)審查會(huì)。會(huì)議成立了由7位專家組成的審查組，對(duì)立項(xiàng)申請(qǐng)表、標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)草案及編制說明進(jìn)行審查，將該標(biāo)準(zhǔn)納入汽車用薄板系列試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，題目修改成《汽車用薄鋼板第3部分：軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》。2021年9月收到中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)下發(fā)的《關(guān)于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《汽車用薄鋼板第3部分：軸向應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法》的立項(xiàng)公告》（材試標(biāo)字[2021]201號(hào)）。2021年10月，由中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)秘書處將標(biāo)準(zhǔn)征詢意見稿及編制說明發(fā)送到兄弟企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)，收集X家修改意見X條。2022年3月召開標(biāo)準(zhǔn)審定會(huì)，會(huì)上專家代表提出修改建議X條，修改完善后形成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿。3.主要起草人及其所承擔(dān)的工作簡(jiǎn)要說明蘇洪英（鞍鋼）：項(xiàng)目總負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草、制定驗(yàn)證試驗(yàn)計(jì)劃。劉仁東、林利（鞍鋼）：提出夾具和防屈曲裝置榫卯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。高怡斐（鋼研納克）、王彩梅（泛亞）：設(shè)計(jì)應(yīng)變疲勞試樣。孟憲明（中汽研）、王麗敏、王蓬（中關(guān)村）：項(xiàng)目協(xié)調(diào)。徐鑫、蘆延鵬、呂冬（鞍鋼）：提出夾具榫頭、榫眼設(shè)計(jì)方案丁庶煒、陸曉鋒、李蕭彤、張南（鞍鋼）：提出試樣安裝方案梁笑、李春林、郝志強(qiáng)、吳萌、曹政（鞍鋼）：完成驗(yàn)證試驗(yàn)張賽、謝宇（中汽研）、王存宇（鋼研院）、史文（上海大學(xué)）、劉培星（山東日照）、沈克（武鋼）、李軍（奇瑞）、宋偉佳（一汽）、祝鐵柱（鋼研納克）、熊自柳（河鋼）：項(xiàng)目協(xié)調(diào)。二、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則1、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況材料、零構(gòu)件在循環(huán)應(yīng)力或循環(huán)應(yīng)變作用下，在某點(diǎn)或某些點(diǎn)逐漸產(chǎn)生局部的永久的結(jié)構(gòu)變化，并在一定的循環(huán)次數(shù)后形成裂紋或繼續(xù)擴(kuò)展直到完全斷裂的現(xiàn)象，稱為疲勞。由于疲勞斷裂經(jīng)常發(fā)生，往往導(dǎo)致災(zāi)難性的設(shè)備和人身事故，所以疲勞成為力學(xué)、材料和工程界所共同重視的學(xué)科。薄板是工程結(jié)構(gòu)中的一種材料型式，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車等結(jié)構(gòu)。多數(shù)工程結(jié)構(gòu)都是在交變載荷作用下工作，因此結(jié)構(gòu)中的薄板一般也會(huì)受到交變載荷的作用。目前很多航天航空、汽車領(lǐng)域的廠家要求做應(yīng)變疲勞，建立疲勞數(shù)據(jù)庫，為用戶提供精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。它在避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷，盡量做出“第一次就對(duì)”的設(shè)計(jì)，減少以后的物理樣機(jī)試驗(yàn)次數(shù)方面有著顯著的意義。金屬薄板的應(yīng)變疲勞是行業(yè)難題，目前國內(nèi)極少單位可以開展該項(xiàng)試驗(yàn)，也無標(biāo)可依。相比于應(yīng)力疲勞，應(yīng)變疲勞試樣變形更大，金屬薄鋼板更易屈曲，為此需要安裝防屈曲變形的裝置。但目前現(xiàn)有的防屈曲裝置很難完成厚度小于2mm的薄板（帶）應(yīng)變疲勞試驗(yàn)，原因是在安裝疲勞試樣時(shí)，由于防屈曲裝置和試驗(yàn)機(jī)夾具之間會(huì)有間隙，即試樣的夾持段會(huì)漏出一小段未受約束，未受約束的部分處于平面應(yīng)變狀態(tài)，這樣對(duì)于小于2mm的薄板材料極易在此處打彎導(dǎo)致試驗(yàn)無效。因此急需制訂該標(biāo)準(zhǔn)，為汽車薄板軸向應(yīng)變疲勞試驗(yàn)的推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。通過標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，將促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)產(chǎn)品的國內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，加快我國疲勞試驗(yàn)技術(shù)快速發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。2、制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過程中，遵循“面向市場(chǎng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出、及時(shí)修訂、不斷完善”的原則，注重標(biāo)準(zhǔn)修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進(jìn)行本標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。本標(biāo)準(zhǔn)修改采用GB/T26077：2010《金屬材料疲勞試驗(yàn)軸向應(yīng)變控制方法》。在起草過程中，主要按GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》要求編寫。在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)時(shí)，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的先進(jìn)性和合理性。三、主要內(nèi)容說明1、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容1）前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020給出的規(guī)則重新起草了前言。2）范圍與GB/T26077-2010相比規(guī)定了板厚為0.3mm～3.0mm，并可用于指定在其他應(yīng)變比Rε下進(jìn)行試驗(yàn)。3）規(guī)范性引用文件與GB/T26077-2010相比增加了GB/T34104-2017《金屬材料試驗(yàn)機(jī)加載同軸度的檢驗(yàn)》的引用。刪除了JJG141《工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程》、JJG351《工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程》、JJG556《軸向加力疲勞試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》、JJG617《數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)議檢定規(guī)程》。4）術(shù)語和定義與GB/T26077-2010相同。5）符號(hào)和說明與GB/T26077-2010相同。6）設(shè)備—5.3加熱設(shè)備及溫度測(cè)量刪除。試樣與GB/T26077-2010相比做了很大修改，取消了圓形橫截面疲勞試樣，矩形橫截面僅保留等截面試樣，并根據(jù)常用的引伸計(jì)規(guī)定了五種試樣尺寸。給出了適用于汽車薄板應(yīng)變疲勞防屈曲裝置實(shí)例，并詳細(xì)解釋了防屈曲裝置原理和構(gòu)造。8）試驗(yàn)程序與GB/T26077-2010相比較有以下變化：—7.3增加了試樣安裝的細(xì)節(jié)描述：對(duì)于先前對(duì)好中的試驗(yàn)系統(tǒng)，建議采用位移控制，將試樣夾在上、下夾頭的一端，然后移動(dòng)作動(dòng)器，轉(zhuǎn)為力控制，并將力設(shè)置為零，夾好試樣的另一端，再裝夾引伸計(jì)，當(dāng)其輸出歸零后，可以進(jìn)行應(yīng)變控制轉(zhuǎn)換進(jìn)行試驗(yàn)。防屈曲板與試驗(yàn)機(jī)夾具之間的距離應(yīng)盡可能小，以減小漏出的夾持段的“平行長(zhǎng)度LC”，提高試樣剛度?！?.4中增加了試樣安裝的細(xì)節(jié)描述：安裝防屈曲裝置時(shí)要保證試樣寬度一側(cè)或兩側(cè)凸出防屈曲裝置的寬度方向約0.5mm～1mm，引伸計(jì)刀口要與試樣垂直并保持平衡，在引伸計(jì)刀口與試樣接觸兩點(diǎn)粘貼膠布或者軟薄銅片消除劃痕?！?.5.1中刪除了關(guān)于高溫下疲勞試驗(yàn)的闡述?！?.5.2與GB/T26077-2010相同?！?.5.3刪除了關(guān)于高溫下疲勞試驗(yàn)的闡述?！?.6與GB/T26077-2010相同?！?.7刪除了關(guān)于高溫下疲勞試驗(yàn)的闡述?！?.8與GB/T26077-2010相同。—7.9刪除了關(guān)于高溫下疲勞試驗(yàn)的闡述。9）數(shù)據(jù)處理與GB/T26077-2010相同。10）報(bào)告與GB/T26077-2010相同。11）增加了附錄A摩擦力的消除方法2、主要技術(shù)差異本標(biāo)準(zhǔn)與原標(biāo)準(zhǔn)GB/T26077-2010相比，在以下方面的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了較大修改和補(bǔ)充：—修改了前言。—規(guī)范性引用文件中增加GB/T34104-2017《金屬材料試驗(yàn)機(jī)加載同軸度的檢驗(yàn)》的引用，刪除了JJG141《工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程》、JJG351《工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程》、JJG556《軸向加力疲勞試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》、JJG617《數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)議檢定規(guī)程》?！?章取消了圓形橫截面疲勞試樣，矩形橫截面僅保留等截面試樣，并根據(jù)常用的引伸計(jì)規(guī)定了五種試樣尺寸。給出了適用于汽車薄板應(yīng)變疲勞防屈曲裝置實(shí)例，并詳細(xì)解釋了防屈曲裝置原理和構(gòu)造?！?章增加了試樣安裝和引伸計(jì)安裝的細(xì)節(jié)描述：對(duì)于先前對(duì)好中的試驗(yàn)系統(tǒng)，建議采用位移控制，將試樣夾在上、下夾頭的一端，然后移動(dòng)作動(dòng)器，轉(zhuǎn)為力控制，并將力設(shè)置為零，夾好試樣的另一端，再裝夾引伸計(jì)當(dāng)其輸出歸零后，可以進(jìn)行應(yīng)變控制轉(zhuǎn)換進(jìn)行試驗(yàn)。防屈曲板與試驗(yàn)機(jī)夾具之間的距離應(yīng)盡可能小，以減小漏出的夾持段的“平行長(zhǎng)度LC”。安裝引伸計(jì)時(shí)，安裝防屈曲裝置時(shí)要保證試樣寬度一側(cè)或兩側(cè)凸出防屈曲裝置的寬度方向約0.5mm～1mm，引伸計(jì)刀口要與試樣垂直并保持平衡，在引伸計(jì)刀口與試樣接觸兩點(diǎn)粘貼膠布或者軟薄銅片消除劃痕?！?章刪除了關(guān)于高溫下疲勞試驗(yàn)的闡述?！黾恿烁戒汚摩擦力的消除方法。四、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過程中主要針對(duì)汽車用鋼DC06（0.9mm）、CR210LA（厚度0.8mm）、HR340LA（厚度0.8mm）、QP980（厚度1.4mm）等4種材料，強(qiáng)度級(jí)別從110MPa至670MPa，采用軸向疲勞試驗(yàn)機(jī)開展標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證試驗(yàn)，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。詳見如下：汽車薄板應(yīng)變疲勞試驗(yàn)推薦在MTSLandmark電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，以保證試驗(yàn)機(jī)的對(duì)中度。測(cè)試環(huán)境為室溫、大氣環(huán)境，試驗(yàn)波形采用三角波，按軋制方向制作疲勞試樣。在交變拉壓載荷作用下(應(yīng)變比Rε=-1)進(jìn)行應(yīng)變疲勞試驗(yàn)，首先采用GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》P6矩形橫截面非比例試樣，測(cè)出力學(xué)性能指標(biāo)。在疲勞測(cè)試過程中，首先對(duì)每組試樣進(jìn)行編號(hào)，用千分尺測(cè)量試件試驗(yàn)段的寬度和厚度，測(cè)量誤差為0.001mm，記錄其寬度和厚度用以計(jì)算試樣橫截面積。按照設(shè)定的應(yīng)變值控制試驗(yàn)，試驗(yàn)加載速率為f=0.004/s，應(yīng)變比Rε=-1，前1/4循環(huán)方向?yàn)槔?，失效?biāo)準(zhǔn)拉伸應(yīng)力-循環(huán)次數(shù)曲線上應(yīng)力值急劇下降25%時(shí)的循環(huán)次數(shù)。DCO6（厚度0.9mm）驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果所測(cè)靜態(tài)屈服強(qiáng)度為112MPa，抗拉強(qiáng)度為297MPa，設(shè)計(jì)試樣尺寸見圖4-1-1，試驗(yàn)結(jié)果見表4-1-1、圖4-1-2和圖4-1-3。圖4-1-1試樣形狀和尺寸表4-1-1試驗(yàn)結(jié)果試樣號(hào)彈性模量E/MPa總應(yīng)變幅(%)塑性應(yīng)變幅(%)彈性應(yīng)變幅(%)應(yīng)力幅(MPa)2倍壽命11906720.2500.1030.1472011847021672990.9970.1650.83227237631654400.9980.1650.83327638241604670.7970.1540.64326042851851950.4990.1340.366247212461867520.5980.1360.463252102471798520.5990.1500.449253153881541070.7970.1640.63326969891902160.4990.1370.3622472268101862030.2490.1080.14119621270111867270.3500.1280.2222456128122010630.1500.0850.065171194292131951620.3490.1260.2242396562塑性應(yīng)變—壽命方程*彈性應(yīng)變—壽命方程*總應(yīng)變—壽命方程*循環(huán)應(yīng)力—塑性應(yīng)變方程*疲勞延性系數(shù)疲勞延性指數(shù)c相關(guān)系數(shù)R2疲勞強(qiáng)度系數(shù)/MPa疲勞強(qiáng)度指數(shù)b相關(guān)系數(shù)R2循環(huán)強(qiáng)度系數(shù)/MPa循環(huán)強(qiáng)度指數(shù)相關(guān)系數(shù)R20.0871-0.41130.990552-0.10480.9456220.16740.898*注1：公式中的應(yīng)變是絕對(duì)應(yīng)變，而不是表格中的%應(yīng)變。*注2：根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力應(yīng)變曲線的平均結(jié)果，方程中的彈性模量E取180704MPa。圖4-1-2DC06鋼的應(yīng)變-壽命曲線圖4-1-3DC06鋼的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線HR340LA（厚度0.8mm）驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果所測(cè)靜態(tài)屈服強(qiáng)度為397MPa，抗拉強(qiáng)度為473MPa，設(shè)計(jì)試樣尺寸見圖4-2-1，試驗(yàn)結(jié)果見表4-2-1、圖4-2-2和圖4-2-3。圖4-2-1試樣形狀和尺寸表4-2-1試驗(yàn)結(jié)果試樣號(hào)彈性模量E/MPa總應(yīng)變幅(%)塑性應(yīng)變幅(%)彈性應(yīng)變幅(%)應(yīng)力幅(MPa)2倍壽命141795500.1500.1060.044190100818241742720.1500.1030.04717911377631891190.2500.1160.1342202288861996760.2500.1130.1372262411271804030.2500.1270.1232291084091824250.2500.1210.12922033696251805110.2490.1230.1272211521881741110.3500.1460.2052538380191804060.3490.1430.2062588472211633040.3500.1480.2022418940231797870.3500.1370.213246800251854960.4990.1550.3452874160101782270.4990.1550.3442763070111624130.4990.1650.3342683294151832950.5990.1560.4432862026171820880.5980.1610.4372931898181701210.6000.1620.4382751868塑性應(yīng)變—壽命方程*彈性應(yīng)變—壽命方程*總應(yīng)變—壽命方程*循環(huán)應(yīng)力—塑性應(yīng)變方程*疲勞延性系數(shù)疲勞延性指數(shù)c相關(guān)系數(shù)R2疲勞強(qiáng)度系數(shù)/MPa疲勞強(qiáng)度指數(shù)b相關(guān)系數(shù)R2循環(huán)強(qiáng)度系數(shù)/MPa循環(huán)強(qiáng)度指數(shù)相關(guān)系數(shù)R20.2729-0.54270.906711-0.11690.9528370.19710.957*注1：公式中的應(yīng)變是絕對(duì)應(yīng)變，而不是表格中的%應(yīng)變。*注2：根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力應(yīng)變曲線的平均結(jié)果，方程中的彈性模量E取179310MPa。圖4-2-2HR340LA鋼的應(yīng)變-壽命曲線TCMPR/ANSTEEL11-022015/A鞍鋼技術(shù)中心理化檢驗(yàn)研究所檢驗(yàn)（測(cè)）報(bào)告附頁檢測(cè)中心（內(nèi)）字（2015）第20150422001CX號(hào)第2頁共3頁圖4-2-3HR340LA鋼的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線3、QP980（厚度1.4mm）驗(yàn)證試驗(yàn)所測(cè)靜態(tài)屈服強(qiáng)度為672MPa，抗拉強(qiáng)度為1048MPa，設(shè)計(jì)試樣尺寸見圖4-3-1，試驗(yàn)結(jié)果見表4-3-1、圖4-3-2和圖4-3-3。圖4-3-1試樣形狀和尺寸表4-3-1試驗(yàn)結(jié)果試樣號(hào)彈性模量E/MPa總應(yīng)變幅(%)塑性應(yīng)變幅(%)彈性應(yīng)變幅(%)應(yīng)力幅(MPa)2倍壽命11973240.5000.3440.157677781421929540.5990.3720.227717386431809230.7990.4140.385749150841966290.5000.3440.156676608252296300.1500.1480.0033382002000062076680.2500.2360.01449010432071907561.0000.4430.55784585481975860.5000.3440.156679250491884271.0000.4490.551843916102095720.3500.2840.06659527210111971101.0000.4340.566855826121911781.0000.4460.554852826131975090.3500.2910.05957529128141951650.5990.3690.2317193302151931770.5990.3670.2327104106162027800.3500.2860.06457937172171956200.7990.4060.3937941804181981450.3500.2820.06858422760191893130.8000.4160.3847771540201976150.8000.4040.3968031378212002460.3500.2800.07058228552221863780.5000.3290.1716158006232116220.2500.2280.022501108536242052130.2500.2390.012489236274塑性應(yīng)變—壽命方程*彈性應(yīng)變—壽命方程*總應(yīng)變—壽命方程*循環(huán)應(yīng)力—塑性應(yīng)變方程*疲勞延性系數(shù)疲勞延性指數(shù)c相關(guān)系數(shù)R2疲勞強(qiáng)度系數(shù)/MPa疲勞強(qiáng)度指數(shù)b相關(guān)系數(shù)R2循環(huán)強(qiáng)度系數(shù)/MPa循環(huán)強(qiáng)度指數(shù)相關(guān)系數(shù)R20.2744-0.59110.9591840-0.11370.97419060.16000.972*注1：公式中的應(yīng)變是絕對(duì)應(yīng)變，而不是表格中的%應(yīng)變。*注2：根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力應(yīng)變曲線的平均結(jié)果，方程中的彈性模量E取198023MPa。圖4-3-2QP980鋼的應(yīng)變-壽命曲線TCMPR/ANSTEEL11-022015/A鞍鋼技術(shù)中心理化檢驗(yàn)研究所檢驗(yàn)（測(cè)）報(bào)告附頁檢測(cè)中心（內(nèi)）字（2015）第20150422001CX號(hào)第2頁共3頁圖4-3-3QP980鋼的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線4、CR210LA（厚度0.8mm）所測(cè)靜態(tài)屈服強(qiáng)度為258MPa，抗拉強(qiáng)度為355MPa，設(shè)計(jì)試樣尺寸見圖4-4-1，試驗(yàn)結(jié)果見表4-4-1、圖4-4-2和圖4-4-3。圖4-4-1試樣形狀和尺寸表4-4-1試驗(yàn)結(jié)果試樣號(hào)彈性模量E/MPa總應(yīng)變幅(%)塑性應(yīng)變幅(%)彈性應(yīng)變幅(%)應(yīng)力幅(MPa)2倍壽命11744470.9980.1780.82031143221769660.7990.1720.62830379832000170.2490.1150.1352292468641746570.9980.1750.82330547861869410.3500.1360.214255768471768861.0000.1760.82431044681658240.7990.1770.622293143892051660.1500.0930.05719064698102120150.1000.0820.018174114522112085710.1000.0840.016175127728121892990.3500.1350.21525410814131954520.4990.1460.3532853758141920440.1500.0980.05218832994151738900.7980.1730.6253011146161786170.7970.1750.6223131222171837750.2490.1180.13121725680181783640.6000.1590.4412832030191790720.6000.1620.4392892138201924970.2500.1170.13322424010211767290.7960.1680.6292961322222215770.1000.0800.020177103824231953180.3500.1320.2182568608242038990.1500.0940.05719133154251751860.4990.1560.3432723828261719630.4990.1560.3442672728塑性應(yīng)變—壽命方程*彈性應(yīng)變—壽命方程*總應(yīng)變—壽命方程*循環(huán)應(yīng)力—塑性應(yīng)變方程*疲勞延性系數(shù)疲勞延性指數(shù)c相關(guān)系數(shù)R2疲勞強(qiáng)度系數(shù)/MPa疲勞強(qiáng)度指數(shù)b相關(guān)系數(shù)R2循環(huán)強(qiáng)度系數(shù)/MPa循環(huán)強(qiáng)度指數(shù)相關(guān)系數(shù)R20.64143-0.657560.932884-0.144930.9386940.165940.973*注1：公式中的應(yīng)變是絕對(duì)應(yīng)變，而不是表格中的%應(yīng)變。*注2：根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力應(yīng)變曲線的平均結(jié)果，方程中的彈性模量E取187567MPa。圖4-4-2CR210LA鋼的應(yīng)變-壽命曲線PAGE10PAGE圖4-4-3CR210LA鋼的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線5、設(shè)計(jì)、制作防屈曲裝置目前現(xiàn)有的防屈曲裝置很難完成厚度小于1mm的汽車薄板應(yīng)變疲勞試驗(yàn)，原因是在安裝疲勞試樣時(shí)，由于防屈曲板和試驗(yàn)機(jī)夾具之間會(huì)有間隙，即試樣的夾持段會(huì)漏出一小段未受約束。而夾持段寬度W不可能太小，一般要求W≥1.5b，這樣未受約束的部分處于平面應(yīng)變狀態(tài)，小于1mm的薄板材料易在此處打彎導(dǎo)致試驗(yàn)無效。本防屈曲裝置假象漏出的夾持段就相當(dāng)于試樣的“試驗(yàn)”段，應(yīng)盡可能減少漏出的夾持段的“試驗(yàn)段寬度”。采用榫卯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，將原有試驗(yàn)機(jī)的上、下夾具各切割n個(gè)直槽（直槽數(shù)量依夾持段寬度W而定，一般要求被直槽均分后的每段夾持段寬度W不大于5mm），同時(shí)設(shè)計(jì)左、右防屈曲板與之榫卯連接，這樣就使漏出的夾持段寬度W被平均分割成（2n+1）份，相當(dāng)于減小了夾持段的“試驗(yàn)段寬度”，避免了夾持段漏出的部分處于平面應(yīng)變狀態(tài)，而導(dǎo)致薄板材料在該處打彎使試驗(yàn)失效。設(shè)計(jì)的防屈曲裝置見圖4-5-1。1-試樣2-聚四氟乙烯板3-防屈曲板4-設(shè)備夾具圖4-5-1防屈曲裝置不同試樣尺寸的應(yīng)變疲勞試驗(yàn)比對(duì)選用HC380LA（2.0mm）加工不同試樣尺寸的疲勞試樣，試驗(yàn)段寬度分別為8mm和15mm，其余尺寸相同，進(jìn)行總應(yīng)變幅分別為0.25%、0.35%、0.8%、1.0%、1.5%的應(yīng)變疲勞比對(duì)試驗(yàn)。結(jié)果見表4-6-1。表4-6-1試驗(yàn)結(jié)果總應(yīng)變幅(%)循環(huán)周次N/次（b=8mm）循環(huán)周次N/次（b=15mm）1234均值1234均值0.25362392426122264/27588168171494511358/143730.351108103209689111148058678062095846700664600.8138496415341196127095591211267919461.05236847096366386495665454855611.5392249340290318329328296334322由表4-6-1知，在總應(yīng)變幅0.25%、0.35%、0.8%時(shí)，尺寸小的試樣循環(huán)周次多；總應(yīng)變幅為1.0和1.5%時(shí)，周次相差不大。建議做試驗(yàn)時(shí)選用相同尺寸的試樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。摩擦力選用厚度0.8mm的HR340LA和厚度2.5mm的HR550-610LA，探索安裝防屈曲裝置后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。應(yīng)變水平設(shè)計(jì)為0.5%、1.0%和2.0%。HR340LA鎖緊扭矩0.5Nm、0.9Nm、1.4Nm、2.0Nm，HR550-610LA鎖緊扭矩0.9Nm、2.0Nm、4.0Nm。安裝防屈曲裝置前，HR340LA和HR550-610LA的彈性模量分別為202600MPa和198600MPa，安裝防屈曲裝置后的彈性模量及試驗(yàn)結(jié)果見4-7-1、4-7-2、。表4-7-1HR340LA安裝防屈曲裝置后彈性模量及試驗(yàn)結(jié)果總應(yīng)變幅△εt/%鎖緊扭矩Nm循環(huán)壽命Nf/次平均值/次彈性模量/MPa平均值/MPa偏差/%0.50.52373627334/25535202535198084/200310-1.130.50.91165734182/22920229054187341/2081982.760.51.41851626553/22535337553434600/38607790.560.52.01184915418/13634366666318039/34235368.9810.52358237029032544211754195826189013198864-1.8410.924882822/2655205230204360/2047951.0811.423552962/2659443971232679/33832566.9912.030283107/3068162279206173/184226-9.0720.54395075565012139921990311954062028100.1020.9409488/449206605217294/2119504.6121.4435440/438230045282099/25607226.3922.028246057944026497323343833560027800437.22表4-7-2HR550-610安裝防屈曲裝置后彈性模量及試驗(yàn)結(jié)果總應(yīng)變幅△εt/%鎖緊扭矩Nm循環(huán)壽命Nf/次平均值/次彈性模量