汽车工业的疲劳测试

什么是疲劳测试？

疲劳是涉及交替或循环，应​​激或菌株的任何东西，并且该负载可以在远低于材料或组分的屈服强度的应力下引起损伤或破裂。

我们将100至10,000的循环称为低循环疲劳（LCF），超过10,000被称为高循环疲劳（HCF）。这可能很重要，因为汽车或其组件可能很多有数百万个循环。

汽车领域的疲劳最常用的材料和零件是什么？

在材料方面，汽车扇区主要用于结构部件的钢，铸铝用于气缸体和头部，以及曲轴的铸铁。铝越来越多地包含在车身板和车辆的结构部件内。也就是说，由于所涉及的负载和温度，诸如卡车的较大车辆可以在诸如头部和块的部件中使用铸铁。然而，钢和铝是越来越多的方式形成：液压成形以产生管状部件的目的是减少与较旧的固体杆或板结构相比材料的重量。

出于疲劳测试的目的，我们可以将材料用用入车辆和动力系的结构部件。汽车的结构部件包括门和运行板的中心支柱。其他结构部件包括框架，保险杠，支架，发动机支架，座椅零件，座椅靠背和轮子，所有这些都是从振动的角度测试的材料和组件水平上的测试，同样像碰撞价值一样多。由于费用和复杂性，头部和块通常不会疲劳;头部和块通常是用优惠券样本测试的疲劳，这些样品是已经从部件中切除和加工的测试标本。然而，曲轴和整个发动机仍然仍然经过测力计测试，具有严重的过温和负载条件。

疲劳测试在测试不同材料时如何不同，复合材料与金属？

在汽车制造中，聚合物基质复合材料（PMC）使用碳纤维增强聚合物（CFRP）。与金属相比，这些材料为疲劳测试提供了有趣的挑战。从建立测试本身的角度来看，复合测试需要先进的加工技术，以避免纤维拔出，敏感的载荷电池测量低负荷和先进的夹持技术，以避免金属不发生的抓地骨折。

由于他们的各向异性性质，PMCS呈现了另一个挑战。这些材料的性质随方向而变化，因此涉及毯子方法的叠层技术旨在去除各向异性。结果，任何疲劳测试都需要考虑叠层结构的装载方向。

是否有可能导致变化的材料，技术，方法或工具的趋势？

虽然内部基本原则疲劳试验在过去的五十年里没有改变，标本测试肯定会发生重大大修。用于应变寿命疲劳信息的测试控制和分析数据的数字化是疲劳测试的最大变化。

一个非常重要的发展，在行业内获得牵引力，是“立即性”制造方法的普遍性。这促使制造商评估他们如何减少疲劳测试阶段所采取的时间。当然，长期测试循环需要特定的时间框架，并加速疲劳试验频率对疲劳试验样品中产生的温度产生后果，这可能改变所需的结果和条件。

在行业内，最终目标是向目前的LCF / HCF测试中增加非常高的循环疲劳（VHCF）测试，这将更准确地预测汽车领域内的长期疲劳寿命。VHCF方法涉及相当激进的重新思考疲劳测试。VHCF测试开发目前涉及通过样品传递声波，而不是将疲劳株的电流技术与移动伺服液压致动器应用于样品。

我们正在努力的另一个重大变化是材料疲劳试验的建模。预计模型介绍了虚拟铸造和测试过程，这是行业的重大变化。这些虚拟过程将不可避免地节省了当前物理金属加工和测试方法，因为证明材料需要大量费用。

生命预测是一个大型研究领域，这将使制造商能够修改他们的流程，以便快速为材料提供增强的性能，并改善其产品和车辆的性能。

新的制造技术，如3D打印，将呈现出新的挑战。最终，我们无法准确地预测在此阶段这些材料的巨大疲劳抵抗益处（或可能缺点）。随着我们收集更多有关其制造和性能的更多信息，我们将看到他们使用的增加。