Page 49 - 理化检验-物理分册2021年第十期

苏洪英, 等: 汽车薄板拉 - 压高周疲劳试样的形状和尺寸选取

X 考虑到圆弧形试样刚度小, 正中心处宽度部
分的材料处于平面应变状态, 仅验证一种试样形状 2 试验结果与讨论

和尺寸, b=10mm , r=60mm 。 2.1 试样试验段宽度和平行长度的试验验证

1.2.2 圆弧半径的确定 2.2.1 厚度为0.8mm 的210P1钢

疲劳试样试验段宽度和平行长度确定后, 考虑 厚度为0.8mm 的210P1钢, 应力幅选取从升
到圆弧半径太小, 容易产生应力集中, 设计r=3a 、 降法的低应力水平到成组法的高应力水平, 不同尺
7a 、 10a 、 15a , 通过相同应力水平下不同圆弧半径试 寸疲劳试样试验结果见表2 。
样的循环次数, 确定合适的圆弧半径。
表2 210P1钢不同尺寸疲劳试样在不同应力下的疲劳试验结果

Tab 2 Fati g uetestresultsofdifferentsizesfati g ues p ecimensof210P1steelunderdifferentstresses 次

应力幅σ a =180MPa 应力幅σ a =190MPa 应力幅σ a =200MPa 应力幅σ a =210MPa 应力幅σ a =220MPa

试样尺寸b×L c

a×b 10010000100100001001000010010000 707731 741616 80766631756416496919984829705 15653 68190

a×2b 10010000100100001001000010010000 580000 490560 37462931756416496919984811400096700 56256

a×3b 1001000010010000 375789 457259 256751 367820 20678210442576589 67893 62718 78560 88500

a×4b 1001000010010000 109647 168556 149523 150872 104658 43166 96835 59872 28478 15780 18900

a×5b 1001000010010000 804403 118556 81462 168882 135789 52800 34678 40768 789 235 -

2 a×b 10010000100100001001000010010000 407731 541616 60766612590011970299683 44170 28558 32568

2 a×2b 10010000100100001001000010010000 917843 245540 267898 60488 84518 78956 53909 43569 40700

2 a×3b 1001000010010000 242271 406781 757054 234436 502368 99311 67493 47890 54706 9389 34600

2 a×4b 1001000010010000 825113 235460 87088 184563 156238 45039 35678 33590 23237 896 1345

2a×5b 1001000010010000 508167 156456 106236 147734 19688110921530876 35672 - - -

3a×b 10010000100100001001000010010000 425689 351236 507889 98675 87982 56345 34500 33568 25789

3a×2b 10010000100100001001000010010000 325665 305689 207896 42356 40789 35666 35678 23400 28901

3a×3b 1001000010010000 242271 406781 245663 205896 152689 45342 34234 23468 23450 18967 20566

3a×4b 1001000010010000 325612 285632 52326 58456 50896 22100 13489 18945 235 208 -

3 a×5b 1001000010010000 202689 202689 50263 55426 45689 14578 12560 10980 - - -

4 a×b 10010000100100001001000010010000 154388 98563 85639 21457 74296 34156 2510 1006 -

4 a×2b 1001000010010000 156563 128436 36787 67132 45672 123 * 856 * - 154 340 -

4a×3b 1001000010010000 70 * 1481 * 912 * 620 * - - - - - - -

4a×4b 1001000010010000 304 * 528 * 200 * 312 * - - - - - - -
4a×5b 756 * 820 * 156 * 820 * 102 * 150 * - - - - - - -

5a×b 291077 266011 102668 179816 86658 72356 - 1203 * 999 * - - - -

6 a×b 408881 173687 749 * 60710 32125 28569 - 168 * 99 * - - - -

8 a×b 231 * 275351 107 * 187 * 98 * 56 * - - - - - - -
10 a×b 63 * 53 * 53 * 32 * 42 * 23 * - - - - - - -
圆弧形 12 * 13 * 17 * - - - - - - - - - -
表2中循环次数后加*是表示试样断后翘曲, 的疲劳试验。 4 a×5b 等截面试样也出现断后翘曲,
翘曲试样如图 2 所示。由表 2 可知, 当应力幅为 一方面是试样的平行长度过长, 导致试样刚度降低,

180MPa时, 8 a×b 、 10a×b 等截面试样断后翘曲, 另一方面则是试样稍宽。 5a×b 和6a×b 试样未到
圆弧形试样屈曲, 主要原因是试样过宽, 正中心处宽 规定次数断裂, 主要原因是试样稍宽, 但因为平行长
度部分的材料处于平面应变状态, 因此试样很快断裂 度L c 短, 试样刚度好, 因此循环次数高于 8 a×b 、

并翘曲。因此, 圆弧形试样不适用于应力比R=-1 10a×b 试样的。其余尺寸的疲劳试样均未断裂。

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