GB T 13682-1992 螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法.pdf

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1、中华人民共和国国家梅准GB/T 13682-92 螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法Axial load fatigue lesting for Ihreaded fasleners 1 主题内容与适用范围本标准规定了螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法和数据处理方法.本标准适用于需进行疲劳试验的螺栓、螺柱等外螺纹紧固件，其他外螺纹零件亦可参照采用.2 51用标准GB 3075 金属轴向疲劳试验方法了喃喃恤GB 3098.1 紧回件机械性能螺栓、螺钉和螺柱3 符号、定义及单位本标准中所使用的符号、定义及单位按表1规定。表1符号名称定义单位R旧最大应力应力循环中的最大应为MP. 团回最小应力应力循环中的最

2、小应力MP. m 平均应力最大应力和最小应力的平均值MP. . 应力帽最大应力和最小应力差的一半MP. F 应力比最小应力和最大应力之比f 频率单位时间内应力循环次数Hz N 疲劳寿命试验室试件失娥的应力循环次数次N 条件疲劳极限对应于规定疲劳寿命N的中值疲劳强度MP. D 无限疲劳极限当疲劳寿命N为无穷大时的中值疲劳强度MP. P 失效概率失妓试件与试件总数之比% 本标准中使用的尺寸代号均与普通螺纹和紧固件国家标准一致。4 试验原理将试件安装在疲劳试验机上，按GB3075规定的不对称拉伸循环应力型式施加载荷，在恒定平均应力自或恒定应力比r下持续进行试验，直至试件失效或超过规定的应力循环次数为

3、止.试验应力循环次数根据试件材料的耐疲劳性能确定，对于钢制螺纹紧固件，一般取5X10. 国象技术监督局1992-09-22批准1993-06-01实施，8 GB/T 13682 92 5试验条件5.1 试撞机可以使用不同类型的辅向载荷疲劳试验机，应按最大试验载荷大于或等于试验机额定载荷的10%选定试验机型号。试验时，应满足以下要求。5. 1. , 静载荷示值精度a. 载荷示值误差应在士1%之内;b. 载荷示值变动度应在土1%之内。5. ,. 2 在连续试验10h内，动载荷示值波动度 平均载荷示值波动度应在使用载荷满量程的土1%之内sb 载荷振幅示值波动度应在使用载荷满量程的土2%之内。5. ,

4、. 3 试验频率应在4.2-250Hz范围内载荷应按正弦规律变化。5. .4 试验机应能自动记录试验循环次数，并具有防止在停电等意外停机后再次自动启动的装霞。5.2 试件疲劈哦验试件为实际零件，不必进行再加工。如因特别原因必须加工时，应保证不改变其耐疲劳性能.5.3试验夹具试验央具应能将试验载荷传递给试件，并能自动定心。图1和图2给出了试验夹具的基本要求，但不包括自定心部分。HRC36-40 图1元衬套夹具.0.7 非强制对称窗口厦1.158 。.OZ5且桂q叫八抚孔闺2带衬套夹具449 GB/T 13682-92 注z表面渗碳深度可以为0.1:5-0.5mm.最高硬度HRC60.最低硬度可比

5、试件高5(HRCl度.5.4 试验校准试验装置应定期按下述方法校准:使用图3所示的载荷校准双头螺柱，其中间测应力部分*度至少应是其直径的4倍。将校准双头螺柱装夹在试验机上，施加最大试验载荷的50%.测算试验校准双头螺柱中部圆柱面主圆周方向相间9口。的4点处应力，其中最大应力与最小应力之差应小于平均应力的6%. 0.01 螺鲸公司事直径d0.01 O.OJ 民?叫0.01 载荷校准双头螺柱图35.5试验螺母可以使用图4所示的蝶纹衬套或标准螺母进行试验。螺纹衬套和螺母的精度及机械性能应与被试零件相匹配。A . 。.030.01(-) i A HRC36-40 0.03 0.01(-) O; 07

6、螺纹衬套圈4Q的N.。凡川叫5.6试验垫跚为了在螺栓头下圆角处留有足够的间隙，在螺栓头下应垫上带有45。但l角的试验垫圈g但l角直径应等于螺栓头下过渡圆角外直径加ITl2公差，也可以在夹具上制出相同尺寸和公差的倒角.试验垫圆的两端面平行度应在Q.Olmm之内，硬度应与夹具一致如图5所示)。.150 GB/T 13682 92 0.01 d.+IT12 图5试验垫圈6试验与计算6.1 试件从尺寸和机械性能合格的产品中随机抽取试件，不进行任何机械加工，并将试件清理干净，防止磕碰和损伤其表面，在各配合表面涂以润滑油。6.2 安串串将试件安装在试验螺母或螺纹衬套上，使试件螺纹收尾至夹具支准面距离至少为

7、4倍螺距，末端露出试验螺母或螺纹衬套部分校度至少1倍螺距见图6)。试验螺母及螺纹衬套在保持原规定精度iU已破损的条件下，可重复使用。LHA n34 图6试件安装要求6.3试验6.3.1 试验通常持续进行，至试件失效或超过规定的应力循环次数为止。如果需要间断，应记录间断时间，控制裁荷，使之保持一致，并在试验报告中说明。6. 3. 2 失效一般指试件断裂、裂纹、局部变形或载荷明显变化。6.4 条件疲劳极限的测定用升降法测定条件疲劳极限，通常每组取14件试件，应力水平级差b.般在预计应力的5%以内，可在35级应力水平下进行。试验时，应使第件试件的试验应力水平略高于预计疲劳极限。试件依次进行试验，根据

8、上一试件的试验结果(失效或通过)确定下一试件的应力水平(降低或升高烧) :j f:; I GB!T 3682-92 于第一次出现相反结果以前的试验数据，如果在以后试验数据波动范围以外，则予以舍弃，否则作为有效数据使用.失效概率为50%的条件疲劳极限按公式(1)计算z=均Vj !1 j 式中2阳一一有效试验的总次数(失效和通过的均计入); n一一试验应力水平级数，1;一-第z级应力水平$V;一一第i级应力水平下的试验次数.6.5 S-N曲线的测定绘制一条完整S-N曲线一般至少取14件试件，其中8件用于确定S-N曲线的倾斜部分(按4级应力水平，每级2件);6件用于确定S-N曲线的水平部分。6. 5

9、. , 倾斜部分6.5. 参考以往相同材料、相同结构、相同应力形式的试件试验数据，预计试件疲劳寿命为N=5X10和N=10的疲劳强度1AA和皿。6.5.2按t.1.1= (AA一.)!3(数值经适当圆整初步确定应力水平递差值。6.5. 1- 3 以1.(1)=AA-.!1a1为第一级应力水平进行第一件试验，记录下至失效时的应力循环次数.6.5.4 按照(2)=.(1) -Ll.t1缸，民(3)=(2)-t.a.依次试验，直至出现第一件不失效试件为止.如果第一件试件在10次应力循环试验后不失效，则按1.(2) =1. (1) + 2t.缸.1.(3)=1.(2)+2Ll.t1 uo .依次进行试

10、验，每次上升2t.岛，而不是下降b.d.;直至出现第一件失效试件为止.在临近出现失效的最高级应力水平的4级应力水平上各获得2件失效数据，共8个数据-6.5.5 将8个失效数据在单对数坐标纸上绘出S-N曲线，见图70) 1 断犁失究生。在5x 10时不断裂失结水平部分6件阶佛法13 (S5) 11 $3) A.， 、180 160 140 120 eAZ-bEH啊凶00 80 6 4 (81) 应:JJ周期政N5 x 10. 10 5 x 10 i 10 5)( 10 . 10 图7S-N曲线失效概率50%的S-N曲线的倾斜部分利标准偏差按公式(2)计算z6.5.6 452 GB!T 13682

11、-92 19N =斗十卢ga. ( 2 ) 式中zFE万一瓦.u. . . u. . . uo ( 3 ) 疲劳寿命的对数标准偏差z2:(.-1.) (lgN-g万卢=立i2:(.(i) - .) .-, IgN =元旦的. ( 4 ) . ( 5 ) 3制)=牛主19N(i)- -pa，呐川.(山(i)门阳川泸川2)疗t. . . . . . . . 川. . . . . . 川.疲劳强度标准偏差zS(a.) = (击)峭的. ( 7 ) 6.5.2 水平部分6. 5. 2. 1 采用升降法.取6.5.1条试验中出现不失效的应力水平(如果该水平多于1页，取其中最高级)为第一级应力水平，但前面

12、已经获得了试验数据，不必再用(1)试验.6.5.2.2取6.5. 1条计算的疲劳强度标准偏差经适当圆整)为升降法的应力水平级差，即z4_， = S(J 6.5.2.3 用(2)=.(l)+ca缸.进行第2件试验.6.5. 2. 4 用民(j)=民。一1)士.(Jj(j=3，4，5，6;第(j-l)f牛失效取一号$否则取+号进行第36件试验.6. 5.2.5 对应予疲劳寿命N(通常N=5XI0勺，失效概率50%的疲劳强度为z阳=t言时j)6.5.3 P-S-N曲线的确定用公式(9)和(10)可以获得失效概率P=10%和P=90%的P-S-N曲线见图8).倾斜部分s水平部分，19N = 十卢.士1

13、.28S(lgN)=士兑393lzN)AN II V5 其中，P=10%取.号.P=90%取十号。. ( 8 ) ( 9 ) ( 10 ) -id GB/T 13682-92 失效。不失效 /P=则P=50 p: 10% 1.28S(lg 1V) 180 160 140 lOO 20 awnH窟-JERM四l.四hd80 60 40 lP 匾力周期脏N5)( 10 lO P-S-N曲线5)( 10 图8lO 5)( 10 试验报告7 试验报告应包括如下内容Ba. 被试产品的名称、规格、长度、螺距、性能等级(或材料及热处理等基本数据，对于标准产品可只写产品标记，b. 试件螺纹加工方法，材料抗拉强度和屈服强度，表面处理，螺母位置从螺母端到螺纹收尾的距离); 确定应力截面积的方法，内蝶纹的结构标准螺母或螺纹衬套)、尺寸、材料、硬度及表面质量，试验垫圆的种类，润滑形式，试验机的型号和频率$应力循环形式，也、町、r等，疲劳失效的形式和位置，试验中断情况，试验过程中不符合要求条件的任何偏差$试验环境温度和湿度.C. d. g. b. ik 阻1.D. 。.454 f. e. GB/T 13682-92 附加说明g本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出.本标准由全国紧固件标准化技术委员会归口.本标准由机械电子工业部机械标准化研究所负责起草。-l G5