TZSA 198-2023 复合材料板簧技术规范

ICS43.040.50CCST22团 体 标 准T/ZSA198-2023复合材料板簧技术规范Technicalspecificationsofcompositeleafspring2023-12-07发布 2023-12-08实施中关村标准化协会 发布T/ZSA198-2023T/ZSA198-2023PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1技术要求 2试验方法 4检验规则 5标志、包装、贮存 6附录A（规范性附录）产品性能试验方法 8附录B（规范性附录）环境耐久性及耐化学介质性能试验方法 16前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中关村标准化协会汽车新技术分技术委员会提出并归口。本文件起草单位：北汽福田汽车股份有限公司、北京汽车研究总院有限公司、博戈橡胶塑料（株洲）有限公司、北京国材汽车复合材料有限公司、北京嘉朋机械有限责任公司。T/ZSA198-2023T/ZSA198-2023PAGEPAGE10复合材料板簧技术规范范围本文件适用于M2、M3、N类汽车用玻璃纤维热固性复合材料板簧，其它纤维复合材料板簧可参照使用。规范性引用文件仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T1447纤维增强塑料拉伸性能试验方法GB/T1448纤维增强塑料压缩性能试验方法GB/T1449纤维增强塑料弯曲性能试验方法GB/T1450.1 纤维增强塑料层间剪切强度试验方法GB/T1451纤维增强塑料简支梁式冲击韧性试验方法GB/T1462纤维增强塑料吸水性试验方法GB/T1463纤维增强塑料密度和相对密度试验方法GB/T1805弹簧 术语GB/T2577玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GB/T2573玻璃纤维增强塑料老化性能试验方法GB/T2828.1 1部分：接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T3512硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T3854增强塑料巴柯尔硬度试验方法GB/T3857玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法GB/T9979纤维增强塑料高低温力学性能试验准则GB/T19844钢板弹簧技术条件GB/T27799载货汽车用复合材料覆盖件GB/T30512汽车禁用物质要求术语和定义GB/T1805界定的以及下列术语和定义适用于本文件。复合材料板簧本体compositeleafspringwithoutaccessories由复合材料构成的复合材料板簧主体结构，不包含附件。复合材料板簧compositeleafspring由复合材料板簧本体和金属或非金属附件组成的总成。热固性复合材料thermosettingcomposites以热固性树脂为基体的复合材料。技术要求1表1 复合材料板簧本体材料性能要求性能指标拉伸强度/MPa≥800拉伸弹性模量/GPa≥40压缩强度/MPa≥600压缩弹性模量/GPa≥40弯曲强度/MPa≥900弯曲模量/GPa≥35面内剪切强度/MPa≥45面内剪切模量/GPa≥10层间剪切强度/MPa≥60夏比冲击韧性/KJ/m2≥400吸水率/%≤0.1巴柯尔硬度≥50密度/g/cm3≥1.8树脂含量/%25～352表2 环境耐久性及耐化学介质性能要求项目表项目性能指标性能要求热老化150℃/168h拉伸强度保留率性能下降不大于10%弯曲强度保留率耐水试验室温720h，或80℃/144h拉伸强度保留率性能下降不大于10%弯曲强度保留率冷热交变试验-50℃/6h～100℃/6h，10次循环拉伸强度保留率性能下降不大于10%弯曲强度保留率耐湿热试验60℃，93%RH/24h拉伸强度保留率性能下降不大于10%弯曲强度保留率低温冲击韧性试验-40℃/2h夏比冲击韧性KJ/m2≥400耐腐蚀性能氢氧化钠室温放置168h或80℃/24h拉伸强度保留率弯曲强度保留率巴柯尔硬度变化质量和厚度变化性能下降不大于10%耐腐蚀性能室温放置360h或80℃/72h30%硫酸拉伸强度保留率弯曲强度保留率巴柯尔硬度变化质量和厚度变化性能下降不大于10%DOT3制动液120#汽油氯化钠溶液ATSMIRM902油乙醇注：耐化学介质腐蚀性能试验如果有特殊使用环境，可根据供需双方的协商结果决定试液浓度和试验周期。GB/T30512产品尺寸参数及精度复合材料板簧装配时应按产品图纸要求进行。1%（1所示。图1 卷耳垂直度和卷耳平行度偏差U（或卷耳宽度）的宽度偏差应3表3 宽度偏差

单位为mm总成宽度宽度偏差≦100＋1.5>100＋2复合材料板簧（平直时）两卷耳轴心距的偏差不大于±3.0mm，一端卷耳轴心至复合材料板簧中心的偏差不大于±1.5mm。1.5mm。复合材料板簧衬套内径公差及卷耳宽度公差按产品图样规定。外观质量复合材料板簧本体表面不应有开裂现象，棱边不应出现长度≥10.0mm、深度≥1.5mm复合材料板簧表面应平整、光滑。涂漆时，卷耳衬套内表面不应涂漆（装橡胶套除外），该处应采取防锈措施。涂装漆膜厚度均匀、表面覆盖完整，满足用户要求。产品性能永久变形复合材料板簧按设计给定的验证负荷压缩时，其永久变形不大于0.5mm。刚度-40℃、20℃、80℃刚度偏差值应不大于±6%。静载弧高静载荷下弧高偏差应不大于±6.0mm，按照图纸要求进行弧高分组。疲劳寿命垂向疲劳寿命按照附录A.7试验方法，寿命要求不应低于20万次。侧向疲劳寿命按照附录A.8试验方法，寿命要求不应低于10万次。纵向疲劳寿命按照附录A.9试验方法，寿命要求不应低于6万次。试验方法材料及物理性能GB/T30512GB/T1446GB/T1447GB/T1446GB/T1448GB/T1446GB/T1449GB/T1446GB/T1450.1GB/T1446GB/T1451GB/T1446GB/T1462GB/T1446GB/T3854GB/T1446GB/T1463GB/T25774B表4 环境耐久性及耐化学介质性能试验方法项目性能指标试验方法热老化：150℃/168h拉伸强度保留率弯曲强度保留率耐水试验：室温720h，或80℃/144h拉伸强度保留率弯曲强度保留率冷热交变试验：-50℃/6h～100℃/6h，10次循环拉伸强度保留率弯曲强度保留率耐湿热试验拉伸强度保留率弯曲强度保留率60℃，93%RH/24h低温冲击韧性试验夏比冲击韧性KJ/m2-40℃/2h附录B拉伸强度保留率弯曲强度保留率巴柯尔硬度变化质量和厚度变化耐腐蚀性能氢氧化钠室温放置168h或80℃/24h30%硫酸耐腐蚀性能室温放置360h或80℃/72hDOT3制动液拉伸强度保留率弯曲强度保留率质量和厚度变化巴柯尔硬度变化120#汽油氯化钠溶液ATSMIRM902油乙醇产品性能AGB/T19844C检验规则出厂检验和型式检验出厂检验复合材料板簧须经制造厂检验部门检验合格后方能出厂，并应附有产品质量合格证。出厂检验项目：外观质量；永久变形；常温刚度；静载弧高；卷耳垂直度；卷耳平行度；卷耳宽度；U衬套内径。型式检验型式检验项目,包括产品图纸及技术要求项目检验。有下列情形之一的，复合材料板簧需进行型式试验：新产品或老产品转厂生产的试制、定型及投产鉴定时；老产品在结构、材料、工艺上有较大改变，可能影响产品性能时；上期型式检验试验数据超过规定的有效期时；有其他特殊要求时。检验项目分类按对产品的性能要求，将检验项目分为A类和B类，见表5。表5 检验项目分类表序号分类a检验项目1A类永久变形2常温刚度3低温刚度4高温刚度5静载弧高6垂向疲劳寿命7侧向疲劳寿命8纵向疲劳寿命9B类尺寸参数10外观质量11卷耳垂直度12卷耳平行度aA；B抽样方案GB/T2828.1（AQL)见表6。表6 抽样基数和合格质量水平表批量范围样本数分类A类B类合格质量水平AQL4.0合格质量水平AQL2.5AcReAcRe2～502011251～500323≥501534注1：疲劳试验样本不超过3件.注2：Ac为合格判定数，Re为不合格判定数另有抽样要求时，随机抽样方式、试验方法由供需双方共同商定。标志、包装、贮存标志出厂的每一件复合材料板簧产品均应标明制造商名称、注册商标、标记、生产日期（批号）、检验标记（合格证）。批量供货时应附有由制造商质量检验部门盖章的质量证明书，并在证明书中注明：检验结果、产品名称或零件号、生产日期（批号）。包装复合材料板簧产品的包装应保证产品在正常运输、装卸情况下不应损坏。贮存复合材料板簧产品应放置在温度适中、有遮蔽、通风、干燥的场所贮存。附 录 A（规范性附录）试验项目永久变形常温刚度低温刚度高温刚度静载弧高垂向疲劳寿命侧向疲劳寿命纵向疲劳寿命永久变形试验装置1%mm的专用或通用量具检验。支承与夹持方法A.1有卷耳复合材料板簧的夹持方法示例无卷耳复合材料板簧的夹持方法示例标引序号说明：1—V形加载块5—固定板P-垂向载荷图A.1 支承与夹持方法试验方法用产品图样规定的验证负荷缓慢地对复合材料板簧一次加载、卸载后，测量复合材料板簧的弧高。再用同样负荷对复合材料板簧静压300h后卸载，再次测量复合材料板簧弧高。两次测量值之差，即为复合材料板簧的永久变形量。常温刚度试验装置试验装置同A.2.1。支承与夹持方法复合材料板簧支承与夹持方法同A.2.2。试验方法A.33.1 （2±5）自由状态下对复合材料板簧进行刚度试验时，负荷通过图A.2中V形加载块施加。用验证负荷缓慢、连续地对复合材料板簧加载、卸载后，再连续缓慢地加载，同时记录此过程中的负荷(N)及对应的变形量f（mm，试验进行到1.5倍满载负荷为止，必要时试验进行到验证负荷。如果是逐级加载，测量点不应少于7个点，试验中如果超过某一级规定的负荷，应将负荷减至该级负荷的1/21.5弹性变形及刚度实测值的确定：变形量按式(A.1)计算：(A.1)式中：(A.1)

ff1

f22f——规定负荷下的弹性变形量；f1——规定负荷下的加载变形量；f2——规定负荷下的卸载变形量。刚度按式(A.2)计算：kF

f (A.2)式中：k——为规定负荷的实测刚度；F——为规定负荷。标引序号说明：a—V25mmb—Vc—V25mmr—V形加载块圆角半径图A.2 V形加载块详细尺寸低温刚度试验装置试验装置同A.2.1。支承与夹持方法复合材料板簧支承与夹持方法同A.2.2。试验方法在-40℃的条件下（保温箱内）静置2h，拿出后按照A.3.3方法进行测试。高温刚度试验装置试验装置同A.2.1。支承与夹持方法复合材料板簧支承与夹持方法同A.2.2。试验方法在80℃的条件下（保温箱内）静置2h，拿出后按照A.3.3方法进行测试。静载弧高试验装置试验装置同A.2.1。支承与夹持方法复合材料板簧支承与夹持方法同A.2.2。试验方法将复合材料板簧缓慢压缩到图纸规定的静载荷，并测量此时的弧高。该测量值即为静载弧高。垂直疲劳寿命试验装置支承与夹持方法常见的支撑与夹紧方法如图A.3所示。其中间部分按实车状态或功能上类似的状态夹紧。标引序号说明：1—作动器2—负荷传感器3—球铰或销轴4—夹具5—复合材料板簧6—销轴7—滑车PC—往复载荷图A.3 垂向疲劳复合材料板簧支承与夹紧方法示例试验方法复合材料板簧垂直负荷下的疲劳试验是通过控制疲劳试验机轴的上下位移而改变复合材料板簧弧高来进行试验。最大载荷指悬架在上跳极限位置时，复合材料板簧上所承受载荷。如图纸上未注明时，此载荷1.7建议采用载荷控制的疲劳试验机上进行疲劳试验。如在行程控制的疲劳试验机上试验时，可用实测规定载荷下变形转换为试验振幅和预加变形。试验频率在1Hz~3Hz的范围内，上下限位区间做往复运动，记录疲劳测试次数。A.73.4 试验进行到1.0×104、3.0×104、6.0×10、9.0×10、12.0×10415.0×10、18.0×10次时，调整夹紧螺栓的扭矩至规定值。试验中每隔1.0×10次检查一次样品，发现裂纹后，记录次数，对复合材料板簧的刚度按照附录A.3进行检测。复合材料板簧如果出现下列情况之一即则判定该样品已经失效，此时的循环次数作为该样品的垂向疲劳寿命；——簧片出现裂纹或断裂；——刚度变化大于规定值的±6%。侧向疲劳寿命试验装置支承与夹持方法常见的支撑与夹紧方法如图A.4所示。其中间部分按实车状态或功能上类似的状态夹紧。标引序号说明：1—作动器2—负荷传感器5—复合材料板簧8-固定台PC—往复载荷O-侧倾中心H-满载高度图A.4 侧向疲劳复合材料板簧支承与夹紧方法示例试验方法将复合材料板簧预压到满载高度H，在垂向方向进行固定。一端固定，另一端通过吊耳与固定端连接，复合材料板簧中部侧向施加水平作用力，力大小为0.4（。试验频率：1Hz~3HzA.83.41.×13.0106.010、9.101.×1复合材料板簧出现裂纹或断裂，则判定该样品已经失效，此时的循环次数作为该样品的侧向疲劳寿命。纵向疲劳寿命试验装置支承与夹持方法常见的支撑与夹紧方法如图A.5所示。其中间部分按实车状态或功能上类似的状态夹紧。标引序号说明：1—作动器2—负荷传感器5—复合材料板簧8-固定台PC—往复载荷D-轮胎接地点R-轮胎滚动半径H-满载高度图A.5 纵向疲劳复合材料板簧支承与夹紧方法示例试验方法将复合材料板簧预压到满载高度H，在垂向方向进行固定。一端固定，另一端通过吊耳与固定端连接，复合材料板簧中部纵向施加水平作用力，力大小为0.6（。试验频率：1Hz~3Hz。1.×13.0101.×1复合材料板簧出现裂纹或断裂，则判定该样品已经失效，此时的循环次数作为该样品的纵向疲劳寿命。试验报告试验报告应包含但不限于下列内容：样件信息（名称、编号、规格型号、供应商信息等）；检测项目及执行标准；检测依据；检测结果；检测时间、地点；样件固定点固定方式及各试验阶段样件照片；检验结论。附 录 B（规范性附录）环境耐久性及耐化学介质性能试验方法试验项目热老化耐水冷热交变耐湿热低温冲击韧性耐氢氧化钠腐蚀耐硫酸腐蚀耐制动液腐蚀耐汽油腐蚀耐氯化钠腐蚀耐油腐蚀耐乙醇腐蚀试验方法热老化热老化试样处理方式参照GB/T3512的规定，试样在150168h。按GB/T1447的规定测定GB/T1449耐水仲裁试验按GB/T257323±2℃,试验720h后，测定试样的外观、拉伸强度保留率、弯曲强度保留率。一般常规试验和型式试验可按GB/T25732144h后，测定试样的外观、拉伸强度保留率、弯曲强度保留率。冷热交变参照GB/T27799的规定执行。耐湿热按GB/T2573规定的方法，选择恒定湿热试验条件，温度60293%±2%，以24h10低温冲击韧性低温-40℃±3℃，放置2h，试验方法参照GB/T1451及GB/T9979。结束后，测定试样的外观、低温冲击韧性。耐氢氧化钠腐蚀按GB/T3857条款规定的方法进行,试验介质为10（10～35浸泡168h（802浸泡24h耐硫酸腐蚀按GB/T3857条款规定的方法进行,试验介质为30%的硫酸溶液，常温（10