內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，包括以下步驟：獲得多個(gè)試樣的載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)并繪制在載荷-壽命雙對(duì)數(shù)座標(biāo)系中；利用最小二乘法對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，獲得高/低周疲勞分界點(diǎn)BLCF；利用高/低周疲勞分界點(diǎn)BLCF和每一個(gè)試樣的失效點(diǎn)Bi獲得其耐久疲勞極限估計(jì)值FSi；獲得所有試樣的中位秩以及標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量Di，并利用最小二乘法進(jìn)行線性擬合，得到疲勞試驗(yàn)極限載荷的均值與標(biāo)準(zhǔn)差的線性關(guān)系。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明，以中位秩替代平均值，以累積失效概率、平均序號(hào)以及標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量與疲勞極限估計(jì)值的線性關(guān)系獲得疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果，由此得出相對(duì)精準(zhǔn)的疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)特征，樣本量可明顯減少，且縮短了試驗(yàn)周期。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)可靠性試驗(yàn)方法，具體涉及內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法。 內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法

【背景技術(shù)】
[0002] 可靠性是衡量?jī)?nèi)燃機(jī)質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是未來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。目前，中國(guó) 的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的1/4,內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。作為動(dòng)力核 心，內(nèi)燃機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。然而，在產(chǎn)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)產(chǎn) 品的可靠性成為不容忽視的問題。因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的可靠性直接影響著配套機(jī)械的可靠性，也 影響著我國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0003] 眾所周知，疲勞試驗(yàn)是內(nèi)燃機(jī)零部件可靠性的評(píng)價(jià)方法之一。如今，內(nèi)燃機(jī)零部件 的疲勞試驗(yàn)常采用的方法有三種：
[0004] 其一是通過法，即在規(guī)定的載荷下達(dá)到試驗(yàn)壽命（次數(shù)）即為通過。這種方法僅 用于新產(chǎn)品試制，無法對(duì)批量生產(chǎn)產(chǎn)品的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估；
[0005] 其二是單點(diǎn)試驗(yàn)法，即設(shè)定一系列試驗(yàn)載荷，對(duì)在這組載荷作用下發(fā)生疲勞失效 的試驗(yàn)點(diǎn)采用最小二乘擬合法。該方法中，首先根據(jù)內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)結(jié)果建立載 荷-壽命雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，然后將有限壽命區(qū)的試驗(yàn)點(diǎn)擬合為最小二乘直線，再將該最小二 乘直線延長(zhǎng)并與低周疲勞循環(huán)臨界線（垂線N= 10000次）相交，從而得到內(nèi)燃機(jī)零部件 的疲勞極限載荷。這種方法雖然是目前最廣泛采用的方法，但是該方法只能夠得到內(nèi)燃機(jī) 零部件的疲勞極限載荷的均值而不能得到標(biāo)準(zhǔn)差，無法給出內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞極限載荷 的統(tǒng)計(jì)特征，因此，試驗(yàn)結(jié)果較為粗糙；
[0006] 其三為升降法，該方法在材料疲勞試驗(yàn)中廣泛采用，試驗(yàn)結(jié)果也具有較高的精準(zhǔn) 性，但是在零部件疲勞試驗(yàn)中則由于需要大量的試驗(yàn)樣本與較為長(zhǎng)久的試驗(yàn)時(shí)間，這對(duì)于 價(jià)格昂貴的試件以及緊迫的時(shí)間周期來說，不太適合。
[0007] 有鑒于此，亟待針對(duì)現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)零部件疲勞試驗(yàn)的方法進(jìn)行改進(jìn)，以期利用較 少的樣本量得出相對(duì)精準(zhǔn)的疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)特征，并縮短試驗(yàn)周期。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方 法，以有效利用較少的內(nèi)燃機(jī)零部件樣本數(shù)據(jù)得出相對(duì)精準(zhǔn)的疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)特征， 并且該試驗(yàn)方法的試驗(yàn)周期較短。
[0009] 本發(fā)明提供的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，包括以下步驟：
[0010] 對(duì)多個(gè)內(nèi)燃機(jī)零部件的試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)獲得多個(gè)試樣的載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)， 并繪制在載荷-壽命雙對(duì)數(shù)座標(biāo)系中，其中，所有試樣的疲勞試驗(yàn)在高周疲勞壽命區(qū)域內(nèi) 進(jìn)行；
[0011] 利用最小二乘法對(duì)所述載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，并利用擬合線進(jìn)行回 歸分析獲得內(nèi)燃機(jī)零部件的高/低周疲勞分界點(diǎn);
[0012] 利用內(nèi)燃機(jī)零部件的高/低周疲勞分界點(diǎn)和每一個(gè)試樣的失效點(diǎn)Bi獲得每一 個(gè)試樣的耐久疲勞極限估計(jì)值FSi ;
[0013] 對(duì)每一個(gè)試樣的耐久疲勞極限估計(jì)值FSi進(jìn)行排序，然后求得所有試樣的中位秩 以及標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量Di ;
[0014] 利用最小二乘法對(duì)每一個(gè)試樣的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量Di和疲勞極限估計(jì)值FSi進(jìn)行線性 擬合，并利用擬合線進(jìn)行回歸分析得到內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)極限載荷的均值與標(biāo)準(zhǔn)差 的線性關(guān)系。
[0015] 優(yōu)選地，所有試樣的疲勞試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)的1/3應(yīng)該在高壽命區(qū)內(nèi)失效。
[0016] 優(yōu)選地，所述內(nèi)燃機(jī)零部件的高/低周疲勞分界點(diǎn)通過以下方法獲得：
[0017] 將載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)的擬合線延長(zhǎng)至lgNra得到lgBra，然后求得Bra，&為設(shè) 定的內(nèi)燃機(jī)零部件的試驗(yàn)壽命。
[0018] 優(yōu)選地，在進(jìn)行載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)線性擬合時(shí)，如果不能夠達(dá)到設(shè)定的顯著度， 則需要補(bǔ)充增加樣本數(shù)據(jù)，直至滿足設(shè)定的顯著度為止。
[0019] 優(yōu)選地，所述試樣的耐久疲勞極限估計(jì)值FSi采用以下方法獲得：
[0020] 在疲勞極限統(tǒng)計(jì)中，將低周疲勞臨界循環(huán)點(diǎn)與失效點(diǎn)&相連構(gòu)成一條射線，該 射線與基本試驗(yàn)壽命的交點(diǎn)則為該試樣耐久疲勞極限強(qiáng)度的試驗(yàn)估計(jì)值FS it)
[0021] 優(yōu)選地，在求得所述中位秩的過程中，如果某一個(gè)中位秩包含了一個(gè)試驗(yàn)中止 點(diǎn)，則需根據(jù)公式G = L + n 求出平均序號(hào)ik，并以ik代替公式p(i) = (i-0.3)/ n + 2- j (n+0. 4)中的i計(jì)算中位秩P(i)，式中：j為總序號(hào)，k為失效序號(hào)，n為樣本數(shù)量。
[0022] 優(yōu)選地，利用最小二乘法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量與疲勞極限的估計(jì)值進(jìn)行線性擬合時(shí)， 顯著度應(yīng)小于或等于0.05。
[0023] 優(yōu)選地，所述內(nèi)燃機(jī)零部件具體為曲軸、連桿或缸體。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，將數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí) 應(yīng)用于小樣本的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，以中位秩替代平均值，以累積失效概 率、平均序號(hào)以及標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量與疲勞極限估計(jì)值的線性關(guān)系獲得疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)試 驗(yàn)結(jié)果，由此得出相對(duì)精準(zhǔn)的疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)特征（疲勞極限載荷的均值與標(biāo)準(zhǔn)差）。 因此，內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)樣本量可以明顯減少，并且縮短了試驗(yàn)周期。
[0025] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所有試樣的疲勞試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)的1/3應(yīng)該在高壽命區(qū)失 效，以確保分散度較大的樣本數(shù)據(jù)的相關(guān)性得到保證。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為【具體實(shí)施方式】所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法的流程圖；
[0027] 圖2為【具體實(shí)施方式】所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法中繪制的載荷-壽命雙對(duì) 數(shù)數(shù)坐標(biāo)系示意圖；
[0028] 圖3為【具體實(shí)施方式】所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法中內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞 極限統(tǒng)計(jì)示意圖；
[0029] 圖4為【具體實(shí)施方式】所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法中標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量與疲勞 極限估計(jì)值的線性回歸分析示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明的核心是提供一種內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，可以使用較少的樣本數(shù) 據(jù)得出相對(duì)精準(zhǔn)的疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)特征，并且試驗(yàn)周期較短。下面針對(duì)本實(shí)施方式進(jìn) 行詳細(xì)說明。
[0031] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，首先對(duì)本發(fā)明中所涉及到的一些技術(shù)術(shù)語解釋如 下：
[0032] (1)小樣本：樣本數(shù)量小于20的樣本。
[0033] (2)高/低周疲勞分界點(diǎn)：根據(jù)金屬疲勞的特性，在低載荷高壽命區(qū)的樣本數(shù)據(jù)的 分散度較大，而在高載荷低壽命區(qū)的樣本數(shù)據(jù)的分散度逐漸減小，考慮極端情況：高/低周 疲勞分界點(diǎn)（本實(shí)施方式中設(shè)定為10000次循環(huán)，可根據(jù)實(shí)際需要改變）處的（壽命，載 荷）點(diǎn)分散性非常低，因而可以假定為集中到唯一的一個(gè)點(diǎn)，因此，該點(diǎn)作為試驗(yàn)中若干條 載荷-壽命估計(jì)曲線必定通過的點(diǎn)而稱為高/低周疲勞分界點(diǎn)。
[0034] (3)疲勞極限載荷估計(jì)值：在壽命-載荷雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下，將高/低周疲勞分界點(diǎn) 與樣本數(shù)據(jù)（試驗(yàn)點(diǎn)）連接成一條直線，并將該直線延長(zhǎng)至基本循環(huán)壽命（N =隊(duì)，隊(duì)根據(jù) 實(shí)際需要設(shè)定）處的載荷值即為疲勞極限載荷估計(jì)值。
[0035] (4)中位秩：將疲勞極限載荷估計(jì)值由小到大按升序排列，之后利用公式P(i)= (i-0. 3V(n+0. 4)計(jì)算得到每一個(gè)樣本數(shù)據(jù)的中位秩P(i)，公式中：n為樣本數(shù)，i為序號(hào)。
[0036] (5)累積失效概率：載荷區(qū)間內(nèi)所有可能取值的概率和，近似等于中位秩。 ,. /7 + 1-/ ,,
[0037] (6)平均序號(hào)：!+ n + 2_ j·用于計(jì)算中位秩，式中：
[0038] j-總序號(hào)，
[0039] k-失效序號(hào)，
[0040] η-樣本數(shù)量。
[0041] (7)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量：均值為0,方差為1的正態(tài)分布的概率分位點(diǎn)。
[0042] 下面結(jié)合說明書附圖具體說明本實(shí)施方式。
[0043] 請(qǐng)參見圖1，該圖為本實(shí)施方式所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法的流程圖。
[0044] 如圖1所示，本發(fā)明提供的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，包括以下步驟：
[0045] 步驟1 :對(duì)多個(gè)內(nèi)燃機(jī)零部件的試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)獲得多個(gè)試樣的載荷-壽命樣 本數(shù)據(jù)，并繪制在載荷-壽命雙對(duì)數(shù)座標(biāo)系中，其中，所有試樣的疲勞試驗(yàn)應(yīng)在高周疲勞壽 命區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。
[0046] 內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)采用的是常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法，試驗(yàn)應(yīng)在內(nèi)燃機(jī)零 部件的高周疲勞壽命區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，并且要求所有試樣的疲勞試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)的1/3應(yīng)該在高 壽命區(qū)域內(nèi)失效，以確保分散度較大的樣本數(shù)據(jù)的相關(guān)性得到保證。
[0047] 假設(shè)試樣的試驗(yàn)壽命Ν (循環(huán)次數(shù)）滿足2Χ 105〈Ν〈5Χ 106,在此試驗(yàn)壽命內(nèi)，如試 樣發(fā)生失效破壞，則稱該樣本數(shù)據(jù)（試驗(yàn)點(diǎn)）為失效樣本點(diǎn)；如果試件的壽命大于循環(huán)次數(shù) 上限（基本試驗(yàn)壽命Ν。）而未發(fā)生失效破壞，則稱該樣本數(shù)據(jù)（試驗(yàn)點(diǎn)）為中止樣本點(diǎn)。
[0048] 所有試樣的疲勞試驗(yàn)完成后，分別將其載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)繪制在載荷-壽命雙 對(duì)數(shù)座標(biāo)系中，具體請(qǐng)一并參見圖2。圖2為【具體實(shí)施方式】所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方 法中繪制的載荷-壽命雙對(duì)數(shù)數(shù)坐標(biāo)系示意圖，圖2中，橫座標(biāo)為試樣壽命的對(duì)數(shù)值IgN，縱 座標(biāo)為載荷的對(duì)數(shù)值lgS。
[0049] 步驟2 :利用最小二乘法對(duì)所述載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，并利用擬合線 進(jìn)行回歸分析獲得內(nèi)燃機(jī)零部件的高/低周疲勞分界點(diǎn)B ra。
[0050] 根據(jù)內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)可知，低載荷/高壽命區(qū)域的樣本數(shù)據(jù) 的分散性較大，而高載荷低壽命區(qū)的樣本數(shù)據(jù)的分散性較小、數(shù)據(jù)分布相對(duì)集中，故可認(rèn)為 在低周疲勞臨界循環(huán)壽命(本實(shí)施例中約定= 10000)點(diǎn)處，載荷沒有分散性而只有 唯一的數(shù)值。為敘述方便，將該點(diǎn)記為（Nap, B^)。
[0051] 再請(qǐng)參見圖2,首先通過最小二乘法對(duì)所有試樣的載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行線性 擬合形成一條直線，然后將載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)的擬合線延長(zhǎng)至lgN ra得到lgBra(線性回 歸），進(jìn)而求得Bra。
[0052] 在上述線性回歸分析過程中，必須保證樣本數(shù)據(jù)的相關(guān)性，若不能達(dá)到設(shè)定的顯 著度（業(yè)內(nèi)一般要求顯著度α小于等于0.05)則需要補(bǔ)充增加樣本數(shù)據(jù)，直至顯著度滿足 要求為止。例如原樣本數(shù)據(jù)為5個(gè)，顯著度為0. 08,不滿足要求，則需要繼續(xù)增加1-2個(gè)樣 本做試驗(yàn)，直到達(dá)到顯著度小于或等于〇. 05為止。
[0053] 步驟3 :利用內(nèi)燃機(jī)零部件的高/低周疲勞分界點(diǎn)和每一個(gè)試樣的失效點(diǎn)& 獲得每一個(gè)試樣的耐久疲勞極限估計(jì)值FSit)
[0054] 請(qǐng)一并參見圖3所示，圖3為【具體實(shí)施方式】所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法中 內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞極限統(tǒng)計(jì)示意圖。
[0055] 如圖3所示，將高/低周疲勞分界點(diǎn)與某一個(gè)試樣的失效點(diǎn)&相連構(gòu)成一條 射線，該射線與基本試驗(yàn)壽命（循環(huán)基數(shù)線隊(duì)）的交點(diǎn)就是該試樣的耐久疲勞極限估計(jì)值 FSp
[0056] 步驟4 :對(duì)每一個(gè)試樣的耐久疲勞極限估計(jì)值FSi進(jìn)行排序，然后求得所有試樣的 中位秩以及標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量Dp
[0057] 如果某一個(gè)中位秩包含了一個(gè)試驗(yàn)中止點(diǎn)，則需要根據(jù)公式# ? + ? ;A--?求 n + 2-j 出平均序號(hào)ik，以ik代替公式P(i) = (i_〇.3V(n+0.4)中的i計(jì)算得到中位秩P(i)，式 中：j為總序號(hào)，k為失效序號(hào)，η為樣本數(shù)量。
[0058] 步驟5 :利用最小二乘法對(duì)每一個(gè)試樣的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量Di和疲勞極限估計(jì)值FSi 進(jìn)行線性擬合，并通過線性回歸分析得到內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)極限載荷的均值與標(biāo)準(zhǔn) 差的線性關(guān)系，進(jìn)而可以利用均值與標(biāo)準(zhǔn)差的線性關(guān)系進(jìn)行可靠性分析。
[0059] 請(qǐng)一并參見圖4,圖4為【具體實(shí)施方式】所述內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法中標(biāo)準(zhǔn) 正態(tài)偏量與疲勞極限估計(jì)值的線性回歸分析示意圖。
[0060] 如圖4所示，首先根據(jù)公式P(i) = (i-0.3V(n+0.4)計(jì)算得到每一個(gè)樣本數(shù)據(jù)的 累積失效概率（中位秩），并求出標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量以，然后利用最小二乘法對(duì)每一個(gè)試樣的標(biāo) 準(zhǔn)正態(tài)偏量Di和疲勞極限估計(jì)值FSi進(jìn)行線性擬合，在滿足顯著度的要求下，利用線性回 歸分析得到疲勞試驗(yàn)極限載荷的均值與標(biāo)準(zhǔn)差的線性關(guān)系。圖4中，擬合線（直線）的截 距為疲勞試驗(yàn)極限載荷的均值，斜率為疲勞試驗(yàn)極限載荷的標(biāo)準(zhǔn)差。
[0061] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，可應(yīng)用于曲軸、連 桿或缸體等內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)，該方法具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：
[0062] (1)基于可靠性技術(shù)與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，充分利用了數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的手段和知識(shí)，能 夠有效地實(shí)施小樣本試驗(yàn)，并且其結(jié)果的精確程度為相對(duì)最大；同時(shí)，在滿足置信度、相對(duì) 誤差限制的條件下，試驗(yàn)的樣本數(shù)也能夠達(dá)到相對(duì)最小。
[0063] (2)以中位秩替代平均值，以累積失效概率、平均序號(hào)以及標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量與疲勞極 限估計(jì)值的線性關(guān)系獲得疲勞極限載荷的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由此得出相對(duì)精準(zhǔn)的疲勞極限載荷的 統(tǒng)計(jì)特征（疲勞極限載荷的均值與標(biāo)準(zhǔn)差），樣本量可以明顯減少。
[0064] (3)由于在有限壽命區(qū)內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，因此縮短了試驗(yàn)周期。
[0065] (4)根據(jù)金屬疲勞的S-N(載荷-壽命）規(guī)律，采用加速試驗(yàn)方法，在有限壽命區(qū)獲 得大部分樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)一步縮短了試驗(yàn)周期。
[〇〇66] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟： 對(duì)多個(gè)內(nèi)燃機(jī)零部件的試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)獲得多個(gè)試樣的載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)，并繪 制在載荷-壽命雙對(duì)數(shù)座標(biāo)系中，其中，所有試樣的疲勞試驗(yàn)在高周疲勞壽命區(qū)域內(nèi)進(jìn)行； 利用最小二乘法對(duì)所述載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，并利用擬合線進(jìn)行回歸分 析獲得內(nèi)燃機(jī)零部件的高/低周疲勞分界點(diǎn); 利用內(nèi)燃機(jī)零部件的高/低周疲勞分界點(diǎn)和每一個(gè)試樣的失效點(diǎn)&獲得每一個(gè)試 樣的耐久疲勞極限估計(jì)值FSi ; 對(duì)每一個(gè)試樣的耐久疲勞極限估計(jì)值FSi進(jìn)行排序，然后求得所有試樣的中位秩以及 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量Di ; 利用最小二乘法對(duì)每一個(gè)試樣的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量Di和疲勞極限估計(jì)值FSi進(jìn)行線性擬 合，并利用擬合線進(jìn)行回歸分析得到內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)極限載荷的均值與標(biāo)準(zhǔn)差的 線性關(guān)系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，所有試樣的疲 勞試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)的1/3應(yīng)該在高壽命區(qū)內(nèi)失效。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)零 部件的高/低周疲勞分界點(diǎn)通過以下方法獲得： 將載荷-壽命樣本數(shù)據(jù)的擬合線延長(zhǎng)至lgNra得到lgBra，然后求得為設(shè)定的 內(nèi)燃機(jī)零部件的試驗(yàn)壽命。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，在進(jìn)行載荷-壽 命樣本數(shù)據(jù)線性擬合時(shí)，如果不能夠達(dá)到設(shè)定的顯著度，則需要補(bǔ)充增加樣本數(shù)據(jù)，直至滿 足設(shè)定的顯著度為止。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，所述試樣的耐 久疲勞極限估計(jì)值F&采用以下方法獲得： 在疲勞極限統(tǒng)計(jì)中，將低周疲勞臨界循環(huán)點(diǎn)與失效點(diǎn)&相連構(gòu)成一條射線，該射線 與基本試驗(yàn)壽命的交點(diǎn)則為該試樣耐久疲勞極限強(qiáng)度的試驗(yàn)估計(jì)值FSit)
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，在求 得所述中位秩的過程中，如果某一個(gè)中位秩包含了一個(gè)試驗(yàn)中止點(diǎn)，則需根據(jù)公式 1. m + 2 求出平均序號(hào)ik，并以ik代替公式P(i) = (i-0. 3)/(n+0. 4)中的i計(jì) 算中位秩P(i)，式中：j為總序號(hào)，k為失效序號(hào)，η為樣本數(shù)量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，利用最小二乘 法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏量與疲勞極限的估計(jì)值進(jìn)行線性擬合時(shí)，顯著度應(yīng)小于或等于0. 05。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)零部件的疲勞試驗(yàn)方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)零 部件具體為曲軸、連桿或缸體。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK104089760SQ201410273023
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】李京魯, 季炳偉, 張鵬偉, 汪景峰, 陳占善, 李建峰 申請(qǐng)人:濰柴動(dòng)力股份有限公司