国标-螺旋弹簧疲劳试验规范

ICS21160J26A园中华人民共和国国家标准GBT169472009代替GBT169471997螺旋弹簧疲劳试验规范HELICALSPRINGFATIGUETESTINGSTANDARD20090316发布20091101实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局省士中国国家标准化管理委员会及仲GBT169472009舟Q吾本标准是对GBT169471997螺旋弹簧疲劳试验规范的修汀。修订时仍保留GBT169471997螺旋弹簧疲劳试验规范中有效的部分，对已不适应的内容进行重新修订。本标准与被修订标准的主要差异如下对原标准按GBT11进行了编辑性修改；删除原标准表2；调整了原标准表3规定的产品类型以及循环作用次数，并作为资料性附录；删除了原标准表4规定的产品按疲劳寿命的可靠度分等；调整了原标准表5现表2所推荐的最少试样数量；对表B1可靠度R估值计量表进行了核对和整合。本标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国弹簧标准化技术委员会SACTC235归日。本标准负责起草单位常州市铭锦弹簧有限公司、北京科技大学。本标准参加起草单位无锡泽根弹簧有限公司、山东联美汽车弹簧有限公司、扬州弹簧有限公司、常州弹簧厂有限公司、中机生产力促进中心、浙江美力弹簧有限公司、浙江金昌弹簧有限公司、杭州钱江弹簧有限公司、杭州富春弹簧有限公司、无锡市钢正弹簧有限公司。本标准主要起草人张英会、曹辉荣、杨伟明、马友芳、姜膺、王少菊、胡家驿、吴刚、屠世润、王卫、张涌森、邵文武、周平钢。本标准所代替标准的历次版本发布情况为GBT169471997GBT169472009螺旋弹簧疲劳试验规范1范围本标准规定了在变载荷下螺旋弹簧的疲劳试验规范。本标准适用于螺旋压缩和拉伸弹簧以下简称弹簧的疲劳寿命验证和可靠性评定。对于变载荷作用下的其他弹簧产品可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注EL期的引用文件，其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT23935圆柱螺旋弹簧设计计算GBT1805弹簧术语3术语、定义及符号弹簧的基本术语按GBT1805的规定。与疲劳试验有关的术语、定义、符号及单位列于图L和表1。图1变载荷示意图表1符号术语定义单位以确定弹簧疲劳寿命水平或验证是否达到某一给定寿疲劳寿命验证试验命值为目的而进行的试验以确定弹簧可靠性水平或验证是否达到某一给定可靠可靠性评定试验度目标值为目的而进行的试验试样弹簧以下简称试样在规定条件下和规定循环作R可靠度用次数内不失效的概率GBT169472009表1续符号术语定义单位固有频率由弹簧结构所决定的自身谐振频率HZF。试验频率试验机所施加的单位时间内的振动次数HZFL最小载荷变载荷中的最小谷值NF最大载荷变载荷中的最大峰值NF。载荷幅载荷变化幅度只一RF，2NF。初始负荷试验前测试的指定负荷N残试验后负荷试验后测试的指定负荷NF。、平均载荷最大载荷和最小载荷的平均值F。一F。R2NHL试样最大高度或最小长度试验机振动至最小载荷时的试样高度或长度H2试样最小高度或最大长度试验机振动至最大载荷时的试样高度或长度H。振幅位移幅H。一HLH22H。试样平均高度或长度试验机振动至平均载荷时的试样高度或长度N循环次数试样在变载荷作用下的载荷循环次数户合格概率弹簧达到合格的概率循环特征循环变应力的最小应力与最大应力之比EP松弛率试验前后负荷相对损失率最大切应力弹簧对应于最大载荷FZ的切应力MPA最小切应力弹簧对应于最小载荷F】的切应力MPAR“平均切应力弹簧对应于平均载荷F。的切应力MPA切应力幅弹簧对应于载荷幅R的切应力MPA压并切应力弹簧压并时的切应力MPA4试验要求承受变载荷且有疲劳寿命要求的弹簧在用户交验、新产品定型鉴定、行业抽检和认证环节中，应进行疲劳性能试验。试验方式可采用疲劳寿命验证试验或可靠性评定试验两种。41检验机构对于不同的检测目的所要求的检测机构和检验报告由供需双方商定。42检验周期根据不同的检测目的和要求确定检测周期。43试验循环作用次数对于不同检测目的与产品种类，循环作用次数参照表A1，或按供需双方协定执行。44弹簧的松弛率经规定循环次数的疲劳试验后，弹簧的松弛率按图样规定、相应标准规定或有关技术文件。当未做规定时，由供需双方商定。5试样弹簧51试样试样应按规定程序批准的图样、技术文件制造，并经尺寸和特性检验合格。GBT16947200952试样抽取试样应从同一批产品中随机抽取。53试样数量531对于疲劳寿命验证试验，推荐的最少试样数量见表2，当有特殊要求时，试样数量可参照有关规定由检测机构或用户确定。表2产品种类试样数量气门弹簧调压弹簧、柱塞弹簧、出油阀弹簧、调速弹簧1台套悬架弹簧、摩托车减振器弹簧最少4件液压件弹簧、离合器弹簧承受变载荷的冷卷拉伸弹簧、压缩弹簧承受变载荷的热卷压缩弹簧1件注台套指配套主机使用弹簧的数量。532对于可靠性评定试验，根据对可靠度R水平的要求，按表B1确定试样数量。6试验条件61试验机611推荐采用机械式或电液伺服试验机，也可安装在配套主机上进行。612试验机位移精度应满足试验要求。613试验机的频率应在一定范围内可调。614试验机一般具备试验时间或次数预置、自动计时或计数、到时自动停机等功能。62试验频率621试验频率可根据试验机的频率范围和弹簧实际工作频率等情况确定。除随机载荷试验外，整个试验过程中试验频率应保持稳定。622试验频率应避开单个弹簧的固有自振频率，一般应满足如下关系式式中钢制弹簧固有频率，按下式计算，一356105意一263试验振幅振幅分为位移幅H。和载荷幅E。对于螺旋弹簧的疲劳寿命验证试验与可靠性评定试验一般使用位移幅作为试验振幅。64试验环境试验一般在室温下进行，但试验时试样的温升应不高于100。另有特殊要求时由供需双方商定。7试验程序71试样的安装711试样的正确安装为了避免试样的受载偏心和附加应力，压缩弹簧试样安装时要保证试样两端平整接触，应将试样安放在固定的支座上；拉伸弹簧试样的安装应满足工况要求。712试验最大高度或最小长度对定型的产品，试样试验的最大高度或最小长度为实际使用要求的最大高度H，或最小长度；GBT169472009对于鉴定和试验研究的产品，试样试验的最大高度或最小长度按相应标准规定或按鉴定与试验大纲规定进行。713试验最小高度或最大长度对定型的产品，试样试验的最小高度或最大长度为实际使用要求的最小高度HZ或最大长度；对于鉴定和试验研究的产品，试样试验的最小高度或最大长度按相应标准规定或按鉴定与试验大纲规定执行。714试验平均高度或长度对定型的产品，试样的试验平均高度或长度为实际使用工况的最大高度H或最小长度与最小高度H。或最大长度二者之和的平均值；对进行鉴定和试验研究的产品，试样的试验平均高度或长度按相应标准要求，或按鉴定与试验大纲规定执行。715安装高度允许偏差用多工位试验机，或者多台试验机同时对一批试样进行试验时，应将试样调整到同样的试验安装高度或长度，其最大允许偏差为3H。72加载721无特殊要求时，按试验机的加载程序与方法进行加载。722在必要的情况下，可模拟产品实际负载条件编制加载程序。73运转731试验机应平稳起动，避免冲击现象发生。732试验机一般应连续运转，中途由于故障、测量、调整或其他原因暂停运转时，应在记录中详细记载。74记录试验时，应对试验条件及每个试样做出详细记录，具体内容与要求参见表C1和表C2。8试验数据处理和结果评定81基本性能参数的确定与计算811试样工作应力、刚度与变形量的计算试样工作应力、刚度和变形量按GBT23935中相应公式计算。812松弛率的计算试样的松弛率一般以试样试验后负荷损失百分数表示，经疲劳试验后的松弛率E，按下式计算，D一生；生X100一3，。82失效模式的选择试样在疲劳试验时，失效模式分为断裂和因松弛丧失规定功能两种。根据弹簧的功能要求，可选择其中一项或两项作为考核疲劳寿命的失效模式。83疲劳寿命验证试验831疲劳寿命的确定在给定的失效模式与条件下，所试验的试样共同达到的最大循环次数即为弹簧的疲劳寿命。832疲劳寿命的验证经给定的循环次数试验后，如所试验的试样均未发生失效则弹簧的疲劳寿命验证试验通过。84可靠性评定试验841评定原理一批产品，设其达到合格的概率为P，则失效的概率为1一P。随机抽取N个试样，合格数ZR的概率可靠度为4GBT169472009RZR一矿1一P一F4式中2孤南一1根据上式计算出试样数7L150，合格数RN2，合格概率P12时的可靠度见表B1。842可靠性水平的确定对取定的N个试样，在给定的试验条件下试验，按要求的失效模式与条件判定得到合格数R后，查阅表B1即可得到相应的可靠度R估值。843可靠性验证依据给定的可靠度目标值，按表B1确定适宜的试样数N，在指定的失效模式与条件下试验。如得到的合格数大于表B1中所要求的最低合格数R，则可靠性验证试验通过，反之则为不通过。GBT169472009附录A资料性附录循环作用次数参照表循环作用次数参照表见表A1。表A1循环作用次数参照表检测目的产品种类定型鉴定行业抽检、用户交验认证气门弹簧1310712310713107悬架弹簧2510105Z10103310105摩托车减振器弹簧25X10525X10525105调压弹簧、柱塞弹簧110711071107液压件弹簧1101061101061LOX1066离合器弹LO6注选取作用次数时应考虑材质、应力水平等因素。GBT169472009附录B资料性附录可靠度R估值计量表可靠度R估值计量表见表B1。表B1可靠度R估值计量表试合格数R样数1234567891011121314151617N1505225O75O350O875J431_3687937550O81O97O634465589O98475007739379928363637855965996950O74691O98O998】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表B1续试合格数R样数18192021222324252627282930N123456789LO111213141516171899999619999969999962099979999899999921999299989999999999922997999599993999999999992399，499899979999699999999999249889969992999899998999999999992597899Z9959995999929999999999926962985993998999799995G999999999927938973990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