汽车疲劳耐久测试，评估零部件使用寿命，提升整车安全性

汽车在行驶时不断受到由于路面不平而引起的路面冲击载荷，同时还受到转向侧向力、驱动力和制动力等的作用。这些力一般都随着时间发生变化。另外，汽车发动机本身也是一个振动源。因此汽车在行驶中处于一个相当复杂的振动环境中，其各个零部件都会受到随着时间发生变化的应力、应变的作用。经过一定的工作时间，一些零部件便会发生疲劳损坏，出现裂纹或断裂。

据统计，汽车90%以上的零部件损坏都属于疲劳损坏。从汽车诞生的那一天起，疲劳耐久就是整车的重要性能。早期的汽车厂家甚至经常采用长距离耐力赛的形式来宣传自己的产品具有高度的可靠性和耐久性。

一、疲劳的定义

许多机械零件，是承受交变载荷工作的。当材料或结构在在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做疲劳破坏。

汽车金属材料疲劳试验模拟汽车零部件在实际使用的各种环境下，经受交变载荷循环作用而测定其疲劳性能，研究其断裂过程，并评估零部件的使用寿命。

二、疲劳失效的机理
疲劳是零件由于循环载荷引起的局部损伤的过程。材料在反复加载的作用下，即使把应力幅度严格控制在材料的弹性范围以内，也总会发生断裂，即会发生疲劳损坏。这是一个由包括零件裂纹萌生、扩展和最终断裂等组成的累积过程所导致产生的综合结果。产生疲劳失效的外因是零件受到了变化的载荷，而内因是金属中天然存在的位错、滑移带或夹杂物、疏松等能够引起高应力集中的缺陷。

疲劳破坏的过程为：在循环交变载荷作用下，在零部件局部最高应力处的晶粒上形成微裂纹，然后发展成宏观裂纹，裂纹继续扩展，最终导致疲劳断裂经历了疲劳成核-微观裂纹生长-最后断裂三个阶段。

金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为：高周疲劳、低周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳和接触疲劳等。

三、汽车材料疲劳破坏原因

汽车材料疲劳失效产生与汽车的设计、生产、使用、维护息息相关，比如：

在设计中对疲劳破坏考虑与否；

在材料加工过程中，加工工艺水平高低；

车辆使用中的定期检修情况或遭受意外冲击等；

恶劣复杂行驶环境等；

四、汽车疲劳分析方法

出于经济性和可靠性的考虑，对汽车疲劳的研究主要集中在产品开发设计阶段，主要是对疲劳寿命的预测，主要针对关键零部件，如车轮、轮毂、轮轴、转向节和悬挂臂等的预测上，因为此类零部件的疲劳断裂最容易产生危险事故。

在实际应用的疲劳分析基本方法有三类：

1、名义应力法

名义应力法（S-N曲线法）也称应力寿命法，表达了名义应力或弹性应力和总寿命之间的关系。其主要基于从试样中测出S-N曲线，并考虑实际零构件与试样在载荷作用下疲劳危险部位的应力集中系数、名义应力、表面处理及等性质参数的差别，加以修正S-N 曲线，运用线性疲劳累积损伤理论进行寿命估算。该方法可有效用于低应力高周疲劳寿命的预测，例如对某些复杂零部件和焊接构件的预测，能够获得合理的预测结果。

2、局部应变法

局部应变法（ε -N法），也称裂纹起始寿命法，它将局部应力-应变法估算出的疲劳裂纹萌生寿命和用断裂力学估算的裂纹扩展寿命相加即为总寿命一种方法。实际应用中，要同时考虑塑性应变和注意载荷施加顺序的影响，还应考虑试样的平均应力、表面处理工艺以及表面光洁度等的影响，这样才能获得更加符合实际的预测结果。

3、裂纹扩展寿命法

由于在汽车设计制造或使用环境的原因，可能造成零构件已经有裂纹或缺陷存在，对这些裂纹或缺陷的剩余疲劳寿命估算同样是保障汽车结构安全及延长使用寿命的一个重要环节。

目前用在汽车工业上的疲劳寿命的预测方法，基本上是前两种方法，即为应力法和局部应变法。

疲劳破坏涉及面之广几乎涵盖汽车、铁路、航空航天、能源等各个工业领域，和国民经济发展有着密切联系。选择合理的疲劳分析方法，进行疲劳寿命预测，可以提高汽车产品的设计水平、缩短生产周期，进而优化产品设计，提高汽车企业的市场竞争力。

江苏三亿检测技术有限公司深耕于第三方检测领域，拥有3000多平方米自营实验室，近800套先进检测设备，主要从事汽车整车、汽车电子、汽车零部件、汽车材料、电子电气产品的检测，检测经验丰富。

咨询请联系：

电话：0512-57907288
手机：13862648260