齿轮疲劳试验

齿轮接触疲劳强度试验方法（GB/T14229-93）

1主题内容与适用范围

本标准规定了测定渐开线圆柱齿轮接触疲劳强度的试验方法，以确定齿轮接触承载能力所需的基础数据。

本标准适用于钢、铸铁制造的渐开线圆柱齿轮由齿面点蚀损伤而失效的试验。其它金属齿轮的接触疲劳强度试验可参照使用。 4试验方法

确定齿轮接触疲劳强度应在齿轮试验机上进行试验齿轮的负荷运转试验。当齿面出现接触疲劳失效或齿面应力循环次数达到规定的循环基数N。而未失效时（以下简称“越出”），试验终止并获得齿面在试验应力下的一个寿命数据。当试验齿轮及试验过程均无异常时，通常将该数据称为 “试验点”。根据不同的试验目的，选择小列不同的试验点的组合，经试验数据的统计处理，确定试验齿轮的接触疲劳特性曲线及接触疲劳极限应力。 4.1常规成组法

常规成组法用于测定试验齿轮的可靠度-应力-寿命曲线（即R-S-N曲线），求出试验齿轮的接触疲劳极限应力。

试验时取4～5个应力级，每个应力级不少于5个试验点（不包括越出点）。最高应力有中的各试验点的齿面应力循环次数不少于1×106。最高应力级与次高应力级的应力间隔为总试验应力范围的40%～50%，随着应力的降低，应力间隔逐渐减少。最低应力级至少有一个

金属疲劳试验主讲教师:一、实验目的1. 了解疲劳试验的基本原理。2. 掌握疲劳极限、S-N曲线的测试方法。二、实验原理1．疲劳抗力指标的意义目前评定金属材料疲劳性能的基本方法就是通过试验测定其S-N曲线(疲劳曲线)，即建立最大应力σmax或应力振幅σα与其相应的断裂循环周次N之间的关系曲线。不同金属材料的S-N曲线形状是不同的，大致可以分为两类，如图1所示。其中一类曲线从某应力水平以下开始出现明显的水平部分，如图1(a)所示。这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时，试样可承受无限次应力循环而不断裂。这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时，试样可承受无限次应力循环而不断裂。因此将水平部分所对应的应力称之为金属的疲劳极限，用符号σR表示(R为最小应力与最大应力之比，称为应力比)。若试验在对称循环应力(即R=-1)下进行，则其疲劳极限以σ-1表示。中低强度结构钢、铸铁等材料的S-N曲线属于这一类。对这一类材料在测试其疲劳极限时，不可能做到无限次应力循环，而试验表明，这类材料在交变应力作用下，如果应力循环达到107周次不断裂，则表明它可承受无限次应力循环也不会断裂，所以对这类材料常用107周次作为测定疲劳极限的基数。另一类疲劳曲线没有水平部分，其

金属疲劳试验主讲教师:一、实验目的1. 了解疲劳试验的基本原理。2. 掌握疲劳极限、S-N曲线的测试方法。二、实验原理1．疲劳抗力指标的意义目前评定金属材料疲劳性能的基本方法就是通过试验测定其S-N曲线(疲劳曲线)，即建立最大应力σmax或应力振幅σα与其相应的断裂循环周次N之间的关系曲线。不同金属材料的S-N曲线形状是不同的，大致可以分为两类，如图1所示。其中一类曲线从某应力水平以下开始出现明显的水平部分，如图1(a)所示。这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时，试样可承受无限次应力循环而不断裂。这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时，试样可承受无限次应力循环而不断裂。因此将水平部分所对应的应力称之为金属的疲劳极限，用符号σR表示(R为最小应力与最大应力之比，称为应力比)。若试验在对称循环应力(即R=-1)下进行，则其疲劳极限以σ-1表示。中低强度结构钢、铸铁等材料的S-N曲线属于这一类。对这一类材料在测试其疲劳极限时，不可能做到无限次应力循环，而试验表明，这类材料在交变应力作用下，如果应力循环达到107周次不断裂，则表明它可承受无限次应力循环也不会断裂，所以对这类材料常用107周次作为测定疲劳极限的基数。另一类疲劳曲线没有水平部分，其

疲劳试验列表

ISO 12108 金属材料 疲劳试验 疲劳裂纹扩展方法…

ISO 12107 金属材料 疲劳试验 统计方案和数据分析方法… ISO 1352 钢 扭应力疲劳试验方法…

ISO 1143 金属 旋转弯曲疲劳试验方法…

GB/T6398 金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法…

ASTM E2207-02 薄壁管应变控制轴向扭转疲劳试验方法… ASTM E1949-03 粘贴金属电阻应变片室温疲劳寿命试验方法… ASTM E796-94 金属箔延性试验方法…

ASTM E739-91 线性或线性化应力-寿命（S-N）和应变-寿命（e-N）… ASTM E647-05 疲劳裂纹扩展速率试验方法… ASTM E606-04 应变控制疲劳试验方法…

ASTM E468-90 金属材料恒幅疲劳试验结果表示方法… ASTM E466-96 金属材料力控制恒幅轴向疲劳试验方法… ISO 12106 金属材料–疲劳试验–轴向应变控制方法… ISO 1099 金属材料–疲劳试验–轴向力控制方法… GB/T3075 金属轴向疲劳试验方法…

GB/T4337 金属旋转弯曲疲劳试验方法…

GB/T7733 金属旋转弯曲腐蚀

金属疲劳、应力腐蚀试验及宏观断口分析

在足够大的交变应力作用下，由于金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展，构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象，称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料，当承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下，突然断裂。疲劳断口（见图1-1）明显地分为三个区域：裂纹源区、较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后，交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合，相互挤压反复研磨，光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化，在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区，则是最后突然断裂形成的。统计数据表明，机械零件的失效，约有70%左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的。因此，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。

图1-1 疲劳宏观断口

一﹑实验目的

1.了解测定材料疲劳极限的方法。 2.掌握金属材料拉拉疲劳测试的方法。 3.观察疲劳失效现象和断口特征。

4.掌握慢应变速率拉伸试验的方法。 二、实验设备

1.PLD-5

高频疲劳试验机作用

1疲劳试验的对安全的主要作用概述

疲劳强度不仅在航天、航空、车辆、造船和原子能等尖端工业部门有着十分重要的意义，也是影响一般机械产品使用可靠性和使用寿命的一个重要问题。

根据国外的统计，机械零件的破坏50%~90%为疲劳破坏。例如，轴、曲轴、连杆、齿轮、弹簧、螺栓、压力容器、海洋平台、汽轮机叶片和焊接结构等；很多机械零部件和结构件的主要破坏方式都是疲劳。过去的研究表明，军用飞机喷气发动机构件的主要失效原因是高周疲劳。疲劳失效占喷气式发动机全部构件损伤的49%，而高周疲劳又几乎占所有疲劳失效的一半。

疲劳定义：材料在循环应力或循环应变作用下，由于某点或某点逐渐产生了局部的永久结构变化，从而在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程。

近几十年来，随着机械向高温、高速和大型方向发展，机械的应力越来越高，使用条件越来越恶劣，疲劳破坏事故更是层出不穷。 我国虽然尚未对疲劳破坏问题做过全面检查，但同类产品的使用寿命往往比发达国家为低，问题更为严重。因此，开展疲劳强度研究工作对我国的机械工业也是刻不容缓的。

疲劳问题首先是19世纪初，由于蒸汽机车问题提出的，但在后来的其他领域，如航空航天、交通车辆、轮船、桥梁、建筑等，也都出现了众多

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黄花倒水莲抗疲劳抗应激作用的试验研究

作者：黄翔 王晓平 王晓华

来源：《安徽农业科学》2014年第15期

摘要[目的]探讨中药黄花倒水莲（Polygala fallax Hemsl.）的抗运动性疲劳和抗应激作用。[方法]采用SPF级昆明雄性小鼠作为试验对象，设立黄花倒水莲低（5 g/kg）、中（10 g/kg）、高（20 g/kg）剂量组和阴性对照组。适应性饲养7 d后，每天固定时间内用黄花倒水莲水煎液给各剂量组小鼠灌胃，阴性对照组给予生理盐水，连续14 d。末次给药1 h后分别对小鼠进行负重游泳试验、耐缺氧试验、耐低温试验以及耐高温试验，并统计各试验中小鼠的平均存活时间。[结果]黄花倒水莲能够显著延长小鼠在负重游泳试验、耐缺氧试验、耐低温试验、耐高温试验中的存活时间（P

关键词黄花倒水莲；抗疲劳；抗应激；中药

中图分类号S567文献标识码A文章编号0517-6611（2014）15-04614-02

Abstract[Objective] To study the antifatigue and antistress

第35卷 第04期 齿轮传动振动噪声试验系统研制 57

文章编号:1004-2539(2011)04-0057-04

齿轮传动振动噪声试验系统研制

徐 磊1,2 陈兵奎1 吴长鸿2 王振荣2

(重庆大学机械传动国家重点实验室, 重庆 400044)(浙江双环传动机械股份有限公司, 浙江台州 317600)

摘要 介绍了齿轮传动装置测试试验系统的总体设计及功能实现,研制功率开放试验台进行齿轮传动系统的振动噪声及效率等试验测试。利用动态分析软件及频谱分析技术对测试数据进行分析,为齿轮传动振动噪声源提供识别依据,并对齿轮传动装置综合性能进行客观评价;形成齿轮传动装置振动噪声测试的分析流程。通过实例应用验证,论证了在所研制的试验台上进行振动噪声测试是可行的。

关键词 齿轮传动 试验系统 振动噪声 频谱分析

DevelopmentofNoiseandVibrationTestsystemofGearDrive

XuLei1,2 ChenBingkui1 WuChanghong2 WangZhenrong2

(1

2功能的比较

2.1材料数据库的比较

高质量的材料数据是进行疲劳计算的根本保证。所以，各个疲劳软件都提供了强大的材料数据库

2.1.1 nsoft软件的材料数据库

在nsoft软件中包含150种钢和铝合金的材料数据。这些数据包含的内容有：一般信息、单调拉伸数据、应变寿命和应力寿命数据、断裂力学数据和多轴疲劳的的数据。并且有专门的数据管理系统mdm，可以进行数据的加载、编辑、创建、删除以及绘图等的操作。

2.1.2 FE-safe软件的材料数据库

提供了常用材料钢、铝合金、体合金的疲劳性能数据。材料数据是根据其主要的使用环境来管理的。主要包含的材料疲劳性能有：一般数据信息、材料的说明、应变寿命曲线数据、稳态循环应力应变曲线、应力寿命曲线、失效概率、蠕变等的数据。对于这些数据同样可以进行编辑、绘图等的操作。

可以进行材料参考文件的链接。例如一个材料测试报告，通过设定路径可以建立链接来使用这些数据。并且可以建立网络链接。 2.1.3 WinLIFE软件的材料数据库

对于WinLIFE材料数据库的使用，需要安装Borland数据库引擎。材料数据库的内容包括：材料的描述、单调拉伸性能、循环性能、循环测试环

第35卷 第04期 齿轮传动振动噪声试验系统研制 57

文章编号:1004-2539(2011)04-0057-04

齿轮传动振动噪声试验系统研制

徐 磊1,2 陈兵奎1 吴长鸿2 王振荣2

(重庆大学机械传动国家重点实验室, 重庆 400044)(浙江双环传动机械股份有限公司, 浙江台州 317600)

摘要 介绍了齿轮传动装置测试试验系统的总体设计及功能实现,研制功率开放试验台进行齿轮传动系统的振动噪声及效率等试验测试。利用动态分析软件及频谱分析技术对测试数据进行分析,为齿轮传动振动噪声源提供识别依据,并对齿轮传动装置综合性能进行客观评价;形成齿轮传动装置振动噪声测试的分析流程。通过实例应用验证,论证了在所研制的试验台上进行振动噪声测试是可行的。

关键词 齿轮传动 试验系统 振动噪声 频谱分析

DevelopmentofNoiseandVibrationTestsystemofGearDrive

XuLei1,2 ChenBingkui1 WuChanghong2 WangZhenrong2

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