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1、再制造零部件性能检测雷卫宁丁立红江苏理工学院摘要：材料的力学性能是材料在不同环境下，承受各种外加载荷时所表现出的力学特征，一般来说金属的力学性能有疲劳强度、硬度、耐磨性、塑性、耐蚀性、可靠性、脆性、塑性、刚性等。本文主要介绍了疲劳强度检测，硬度检测，耐磨性检测，包括原理，方法，影响因素，发展前景及其应用实例。关键词：力学性能；疲劳强度；硬度；耐磨性；检测REMANUFACTUREDPARTSMECHANICALPROPERTIESTESTINGAbstract:Themechanicalpropertiesofmaterialsunderdifferentsituatio
2、nsexposeittoavarietyofappliedloadshowedmechanicalcharacteristics,ingeneral,themechanicalpropertiesofthemetalstrength,ductility,hardness,wearresistance,corrosionresistance,reliability,brittle,plasticity,andrigidity.Thispaperdescribesthefatiguestrengthtesting,hardnesstesting,abrasionresista
3、ncedetection.Including，theprinciples,methods,influencingfactors,developmentprospectsanditsapplicationexamples.Keywords:Mechanicalproperties;fatiguestrength;hardness;wearresistance;detection1.疲劳强度检测1.1疲劳强度的内涵所谓疲劳，是指材料或构件在长期的循环变应力作用下的失效现象，也称疲劳破坏。当循环变应力远小于强度极限时，经过一定的循环周次，也能使构件发生疲劳破坏。疲劳破坏是机械工
4、程中常见的失效形式。近数十年来，疲劳破坏危及各个领域，飞机由于疲劳破坏而造成机毁人亡的灾难性事故；二次世界大战期间有上万艘焊接船舶、几十座焊接桥梁毁于疲劳破坏；对于车轴、车轨以及机架，曲轴，齿轮、螺栓联接等的疲劳破坏事故更是屡见不鲜。据统计，现代工业中零部件的失效80%是由于疲劳引起的。因此，疲劳问题引起了人们的极大关注。1.2疲劳强度试验原理及方法1.2.1疲劳强度试验原理实际生产中，有许多机械零件是在大小和方向随时间发生周期性变化的交变应力下工作，零件工作时承受的应力 通常都低于屈服强度。机件在这种交变载荷作用下经过长时间工作也会发生破坏，当零件所受的应力低于某一值时
5、，即使循环周次无穷多也不发生断裂，称此应力值为疲劳强度或疲劳极限；高于这个极限就发生疲劳失效。具体的疲劳曲线图1所示。图1疲劳曲线无数次试验可知：黑色金属试样如经历107次循环仍未失效，则再增加循环次数一般也不会失效。故可把107次循环下仍未失效的最大应力作为持久极限σr。而把N0=107称为循环基数。有色金属的S-N曲线在N>5×108时往往仍未趋于水平,通常规定一个循环基数N0,例如取N0=108,把它对应的最大应力作为“条件”持久极限。1.2.2疲劳强度试验方法用旋转弯曲疲劳实验来测定对称循环的疲劳极限,由于设备简单，所以最常使用。各类旋转弯曲疲劳试验机大同小异，图
6、2为这类试验机的原理示意图。试样1的两端装入左右两个心轴2后，旋紧左右两根螺杆3。使试样与两个心轴组成一个承受弯曲的“整体梁”上，它支承于两端的滚珠轴承4上。载荷P通过加力架作用于“梁”上。梁的中段（试样）为纯弯曲，且弯矩为M=1/2Pɑ。“梁”由高速电机6带动，在套筒7中高速旋转，于是试样横截面上任一点的弯曲正应力，皆为对称循环交变应力，若试样的最小直径为dmin，最小截面边缘上一点的最大和最小应力为＝，＝-式中I=d。试样每旋转一周，应力就完成一个循环。试样断裂后，套筒压迫停止开关使试验机自动停机。这时的循环次数可由计数器8中读出。图2疲劳试验机原理图1.3疲劳强度试
7、验在再制造零件方面的应用实例1.3.1发动机曲轴疲劳强度试验应用实例发动机曲轴承受的载荷绝大部分是具有随机性的复杂载荷,它直接影响着发动机的可靠性与寿命,其主要失效形式为疲劳破坏。发动机曲轴常规的疲劳设计方法没有考虑设计变量的随机性,所以与实际情况出入较大。另外,目前对发动机曲轴的疲劳试验往往只进行等幅循环载荷疲劳试验,而未考虑不同载荷循环之间的相互影响,这也与实际情况相差较大。这里提出了一种用接近实际工况的变幅程序载荷疲劳试验测定。失效概率一应力一失效循环次数曲线,并运用疲劳损伤等效理论得到复杂载荷下曲轴的可靠度,然后进行曲
