疲劳与耐久试验
旋转弯曲疲劳试验
载荷不动、试样转。恒定弯矩下,试样表面任意一点转一圈就经历一次拉-压,应力比恒为 R = −1。这是轴类件与轴承最经典、也最干净的纯弯曲疲劳循环。
10 kN·m公称弯矩
10–60 Hz加载频率范围
R = −1应力比(对称循环)
4.6 t设备总重
轴向疲劳要用夹具把载荷"送"进试样,偏心、夹持应力、端部摩擦都会混进结果里。旋转弯曲把这件事反过来做:弯矩固定不动,让试样自己转。危险截面弯矩恒定,表面一点每转一周完成一次拉-压,应力比恒为 R = −1,没有剪切、没有反向摩擦——轴类件、轴承、丝棒材的疲劳评价,业界首选就是它。
试验能力
| 项目 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| 公称载荷(弯矩) | 10 000 N·m | 悬臂或两点加载的恒弯矩形式 |
| 加载频率 | 10 – 60 Hz | 按试样刚度与目标寿命选取,刚度高取低频 |
| 装夹方式 | 试样旋转 | 两端支撑,载荷方向固定,试样绕自身轴线旋转 |
| 应力比 | R = −1 | 对称循环,平均应力为零 |
| 载荷波形 | 正弦 | 旋转一周对应一个完整应力循环 |
| 设备总重 | 4.6 t | 需刚性基础,安装前确认场地承载与隔振 |
| 失效判据 | 按委托要求 | 试样断裂,或达到指定循环数后停机检查 |
以上为上海试验室现装设备能力。超出范围的样件可协调其他试验室承接,具体以技术沟通结论为准。
适合的样件
轮毂轴承、轴承内圈/外圈与滚道
外星轮、等速万向节零件
传动轴、半轴、花键轴与阶梯轴
丝材、棒材、线材(材料级 S-N 曲线)
渗碳、喷丸、滚压等表面强化前后的对比
焊接轴及热影响区、摩擦焊对接接头
已交付的同类试验类型
轮毂轴承旋转弯曲疲劳试验
轮毂外星轮旋转弯曲疲劳试验
以上为试验室已交付的试验类型(客户与零件型号已脱敏)。具体样件尺寸、载荷水平与判定标准以技术沟通为准。
和轴向疲劳不能直接互换
应力场不一样
旋转弯曲是弯曲应力梯度场:表层应力最大、到心部降为零,测到的是表层萌生与扩展的寿命;轴向等幅是均匀应力场,整个截面同时受力。
数据不能直接引用
同一材料,两种试验方式得到的 S-N 曲线与疲劳极限并不相等。报告和设计输入里必须写明试验类型,不能混用。
表面强化收益被放大
渗碳、喷丸、滚压这类只在表层做文章的工艺,在旋转弯曲上收益特别明显——因为失效本来就从表层开始。
试样成本低
一根加工好的轴或一段棒材就能测,不需要为轴向试验专门做夹持端和过渡段,前期试样准备成本明显更低。
委托流程
1. 需求确认样件图纸或实物、材料与热处理状态、目标载荷水平、目标循环次数。
2. 方案与试样准备确定加载形式与危险截面,必要时贴片标定实际应力,确认试样加工与表面状态。
3. 安装与试验试样装夹、同轴度校正、载荷标定后起振,记录循环数与停机判据。
4. 报告与样件出具试验报告(载荷、频率、循环数、失效位置),失效样件可返回并附断口分析。
关于试验地点与承担方:本组试验由库恩传感与上海嘉定疲劳试验室联合承接,试验在合作试验室完成,库恩负责方案沟通、样件物流对接、数据与报告交付,并提供试验标定所需的应变片、传感器与采集系统。详细地址、进厂与安全培训流程请与库恩对接确认。
试验过程常用的测量配置
同组其他试验
轴类件要测疲劳极限?
把样件尺寸、材料状态和目标载荷发过来,我们评估是否落在 10 kN·m / 10–60 Hz 的能力范围内,并给出试样加工与周期建议。