GME GMI L-0-8-1997 Stair-Case-Test to Dixon and Mood (English German Includes Appendix This standard may be applied only for current programs It is inactive for all future projects.pdf

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1、LPSP GMI TP 1 11/95INTERNATIONALENGINEERINGSTANDARDSTest Procedure LIMITED USEGMI L-0-8Stair-Case-Test to Dixon and MoodTreppenstufenversuch nach Dixon und MoodNOTE: This standard may be applied only for current programs. It is inactive for allfuture projects and without replacement.HINWEIS: Diese S

2、pezifikation darf nur noch fr laufende Projekte angewendet werdenund ist fr alle zuknftigen Projekte ohne Ersatz ungltig.February 2013 Page 1 of 9GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIMITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 2 of 9LPSP GMI 2 11/95RevisionsDate Paragaphreplacement for GME L-0-802.96 T

3、DCE releasenderungenDatum AbschnittErsatz fr GME L-0-802.96 TEZE Freigabeparagraph 3.4.2.3equiation correctedparagraph 3.2.2.4abbreviation for survival probability wasPparagraph 3.4.2.5abbreviation for upper force was Foabbreviation for lower force was Fuequiation for force ratio changed as above07.

4、97 TDCE releaeAbschnitt 3.4.2.3Gleichung korregiertAbschnitt 3.2.2.4Abkrzung fr berlebenswahrschein-lichkeit war PAbschnitt 3.2.2.5Abkrzung fr Oberkraft war FoAbkrzung fr Unterkraft war FuGleichung fr Krfteverhltnis wie obengendert07.97 TEZE Freigabe01.13 Limited Use Status 01.13 Limited Use StatusG

5、M INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIMITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 3 of 9LPSP GMI 2 11/951 Introduction 1 Einleitung1.1 PurposeThe purpose of the stair-case-test is tosystematically determine the fatigue strength of astructural element or component.1.1 ZweckDer Stair-Case-Test dient der sy

6、stematischenErmittlung der Dauerschwingfestigkeit eines Kon-struktionselementes bzw. Bauteiles.1.2 ForewordSince the purpose of the stair-case-test is to deter-mine the fatigue strength, it is not absolutely neces-sary to know the stress that occur during actualoperation for the test, but for the ev

7、aluation, if thepart has a sufficient dynamic strength1.2 VorwortDa im Stair-Case-Versuch die Dauerschwingfestig-keit ermittelt werden soll, ist die Kenntnis der imBetrieb auftretenden Belastungen nicht zwingendeVoraussetzung fr die Versuchsdurchfhrung, wohlaber fr die Beurteilung, ob das Teil eine

8、ausrei-chende dynamische Festigkeit hat.1.3 ApplicabilityFor parts and material test pieces of steel and castiron without any corrosion loading.1.3 AnwendbarkeitBei Bauteilen und Materialproben aus Stahl undGueisenwerkstoffen ohne Korrosionsbeanspru-chung.1.4 DefinitionsThe fatigue strength is a str

9、ength data under whichno fatigue fractures at the chosen survivalprobability are expected.1.4 DefinitionenDie Dauerschwingfestigkeit ist eine Festigkeitsan-gabe unterhalb der keine Dauerbrche, bei dergewhlten berlebenswahrscheinlichkeit, zu erwar-ten sind.1.5 References 1.5 Referenzen1.5.1 Order of

10、PrecedenceIn the event of a conflict between the text of the testprocedure and the documents cited herein, the textof the test procedure takes precedence. Nothing inthe test procedure, however, supersedes applicablelaws and regulations unless a specific exemptionhas been obtained.Remark: In the even

11、t of a conflict between the Eng-lish and the domestic language, the English lan-guage shall take precedence.1.5.1 Rangfolge der DokumenteIm Falle eines Widerspruchs vom Text des Prfver-fahrens und den Dokumenten, die in diesem Prf-verfahren enthalten sind, hat der Text des Prfver-fahrens Vorrang. Fa

12、lls keine Ausnahmen vereinbartwurden, darf das Prfverfahren keine anzuwen-denden Gesetze und Regelungen auer Kraftsetzen.Hinweis: Im Falle von Unstimmigkeiten zwischendem englischen und dem landessprachlichen Text,ist der englische Text ausschlaggebend.1.5.2 Government DocumentsNot applicable.1.5.2

13、Staatliche DokumenteNicht anwendbar.1.5.3 General Motors DocumentsNot applicable.1.5.3 General Motors DokumenteNicht anwendbar.GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIMITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 4 of 9LPSP GMI 2 11/951.5.4 Industry DocumentsNot applicable.1.5.4 Industrie DokumenteNicht anw

14、endbar.1.5.5 Supplier DocumentsNot applicable.1.5.5 Lieferanten DokumenteNicht anwendbar.1.5.6 Other DocumentsWolfgang-Werner Maennig:Comparative study concerning the suitability of thestair-case-method for fatigue strength evaluation.Materialprf. 13 (1971) Nr. 1, page 6 to 11H. Bhler, W. Schreiber:

15、Lsung einiger Aufgaben der Dauerschwingfestig-keit mit dem Treppenstufenverfahren.Archiv fr das Eisenhttenwesen 28.Jahrgang,Heft 3, Mrz 1957.W. J. Dixon and A. M. Mood:A Method for Obtaining and Analyzing SensitivityData.Journal of the American Statistical Association 43,pp. 108/126, 19481.5.6 Ander

16、e DokumenteWolfgang-Werner Maennig:Vergleichende Untersuchung ber die Eignung derTreppenstufen-Methode zur Berechnung derDauerschwingfestigkeit.Materialprf. 13 (1971) Nr. 1, S. 6 bis 11H. Bhler, W. Schreiber:Lsung einiger Aufgaben der Dauerschwingfestig-keit mit dem Treppenstufenverfahren.Archiv fr

17、das Eisenhttenwesen 28.Jahrgang,Heft 3, Mrz 1957.W. J. Dixon and A. M. Mood:A Method for Obtaining and Analyzing SensitivityData.Journal of the American Statistical Association 43,pp. 108/126, 19482 Resources 2 Gerte und Einrichtungen2.1 FacilitiesForce controlled hydraulic cylinder and resonancepul

18、sator, closed control system.2.1 EinrichtungKraftgeregelte Hydraulikzylinder und Resonanzpul-ser, geschlossener Regelkreis.2.2 EquipmentTest equipment for moment free clamping of partsand material test pieces.Rods for force initiation for force transmission of thetest machine to the test piece.2.2 A

19、usrstungPrfvorrichtungen zum momentfreien Spannen derBauteile und Materialproben.Krafteinleitungsgestnge zur Kraftbertraguung vonder Prfmaschine auf das Prfteil.2.3 Test Vehicle/Test PieceIn order to obtain a sufficiently accurate result, atleast 25, or even better 40 or more parts must betested.Eac

20、h part may only be used once.2.3 Testfahrzeug/ProbekrperUm ein hinreichend genaues Ergebnis zu erhalten,sind mindestens 25, besser 40 oder mehr Teile zuprfen.Jedes Teil darf nur einmal verwendet werden.GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIMITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 5 of 9LPSP GMI 2 11/

21、953 Procedure 3 Durchfhrung3.1 PreparationThe scattering to be expected for the bearable loadis adjusted in 5 increments, which have equalincrements distances (| 3 to 5 % oft the bearableload ) in order to simplify the procedure. Theamplitude of the load therefore differs from step tostep, is howeve

22、r kept constant during a step (thusmaking the single test a single-step test).3.1 VorbereitungDer zu erwartende Streubereich der ertragbarenBelastung wird in 5 Stufen eingeteilt, die zurVereinfachung gleich groe Stufenabstnde (| 3 bis5 % der ertragbaren Belastung) haben sollen. DieSchwingamplitude d

23、er Belastung ist somit von Stufezu Stufe verschieden, wird aber innerhalb einerStufe konstant gehalten (somit ist der Einzelversuchein Einstufenversuch).3.2 Conditions 3.2 Prfbedingungen3.3 Instructions 3.3 PrfanleitungThe test series is always started on a mean loadlevel, from which the load on the

24、 samples is in-creased or decreased until failure occurs before thelimiting number of cycles is reached.Begonnen wird die Versuchsreihe immer mit einemmittleren Beanspruchungshorizont, von dem ausge-hend die Probenbeanspruchung solange gesteigertwird, bis ein Bruch vor Erreichen der Grenz-Schwingspi

25、elzahl auftritt.3.3.1If failure does not occur before the limiting numberof cycles is reached, the following test will becarried out on the next higher step.3.3.1Tritt bis zur Grenz-Schwingspielzahl kein Bruch ein,wird der nchste Versuch auf der nchst hherenStufe durchgefhrt.3.3.2If failure of a sam

26、ple occurs before the limitingnumber of cycles is reached, the following test iscarried out on the next lower step.3.3.2Wenn vor Erreichen der Grenz-Schwingspielzahlein Prfteilbruch eintritt, wird der nchste Versuchauf der nchst tieferen Stufe durchgefhrt.3.3.3Thus every single test is terminated at

27、 failure of thesample or when the limiting number of cycles isreached and the load level on which a single test isconducted therefore always depends on the imme-diately proceeding test.3.3.3Jeder Einzelversuch endet also mit dem Bruch desPrfteiles oder dem Erreichen der Grenz-Schwingspielzahl. Und d

28、ie Belastungsstufe, mit derein Einzelversuch durchgefhrt wird, ist demnachimmer vom Ergebnis des unmittelbar vorangegan-genen Versuchs abhngig.GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIMITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 6 of 9LPSP GMI 2 11/953.4 Data 3.4 Ergebnisse3.4.1 TargetNot applicable.3.4.1 F

29、orderungNicht anwendbar.3.4.2 Evaluation 3.4.2 Auswertung3.4.2.1If there are less samples that have failed than thereare that have not failed, then the samples that havefailed will be used for the statistical evaluation andvise-versa. This is to avoid that samples are evalu-ated which have been init

30、ially subjected to exces-sive or insufficient strain.3.4.2.1Bei der Auswertung beschrnkt man sich auf denweniger oft eingetretenen Fall, d.h. entweder aufdas Eintreten oder das Nichteintreten eines Bru-ches. Dadurch wird vermieden, da Proben bewer-tet werden, die anfnglich wesentlich zu hoch oderzu

31、niedrig beansprucht wurden.3.4.2.2 Mean value determinationCalculation with samples that have not failed:mx dAF 0 12Calculation with samples that have failed:mx dAF 0 12with F = 6 fi and A= 6 _i fi_whereby:m : mean value of the born force Fa in kNxo : the lowest step of the considered result in kNd

32、: increment in kNfi : Frequency of considered results during theindividual step xii : Step number (the lowest considered step isnumber 0)3.4.2.2 Berechnung des MittelwertesBerechnung mit nicht gebrochenen Proben:mx dAF 0 12Berechnung mit gebrochenen Probenmx dAF 0 12mit F = 6 fi und A= 6 _i fi_Dabei

33、 bedeuten:m : Mittelwert des ertragenen KraftausschlagesFa in kNxo : die niedrigste Stufe des betrachtetenEreignisses in kNd : Stufenabstand in kNfi : Ereignishufigkeit des betrachtetenEreignisses in der einzelnen Stufe xii : Stufennummer (die niedrigste betrachteteStufe hat die Nummer 0)3.4.2.3 Cal

34、culation of the standard deviations d FBAF 162 0 02922. .with B = 6_i fi_This formula is sufficiently accurate for:F AF !B 22 03.3.4.2.3 Berechnung der Standardabweichungs d FBAF 162 0 02922, ,mit B = 6 _i fi_Diese Formel ist hinreichend genau fr:FBAF !22 03,GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIM

35、ITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 7 of 9LPSP GMI 2 11/953.4.2.4 Bearable loadfor PS = 90%, F90% = m - 1.28 sfor PS = 10%, F10% = m + 1.28 sPS Survival probability3.4.2.4 Ertragbare Belastungfr PS = 90% ist F90% = m - 1,28 sfr PS = 10% ist F10% = m + 1,28 sPS berlebenswahrscheinlichkeit3.4.2.5 Sup

36、erimpositionIf the dynamic load of the sample is composed of amean force Fm and a superimposed oscillating forceFaFdyn = Fm FaFrom this the maximum upper forceFu = Fm + Faand the maximum lower forceFl = Fm - Facan be calculated.The force ratioR FFlu is kept constant for all load steps.The mean force

37、 Fm can be calculated from theoscillating force Fa and the force ratio R asF F RRm a ( )( )113.4.2.5 berlagerungWenn sich die dynamische Beanspruchung derProbe aus einer Mittelkraft Fm und einer berlager-ten Schwingkraft Fa zusammensetzt, istFdyn = Fm FaHieraus kann die maximale OberkraftFu = Fm + F

38、aund die maximale UnterkraftFl = Fm - Faerrechnet werden.Das KraftverhltnisR FFlu wird fr alle Beanspruchungsstufen konstant gehal-ten.Die Mittelkraft Fm kann aus der Schwingkraft Fa unddem Kraftverhltnis R errechnet werden alsF F RRm a ( )( )113.4.2.6For drawing specifications limiting number of cy

39、cles,force ratio, increment (increase or decrease of theoscillating force Fa) and bearable load for PS 90 %shall be specified.3.4.2.6Fr Zeichnungsvorschriften sind Grenz-schwingspielzahl, Kraftverhltnis, Stufenabstand(Zu- bzw. Abnahme des Schwingkraftanteils Fa)und ertragbare Beanspruchung fr PS 90%

40、festzulegen.3.4.3 PresentationStatistical evaluation of the test results as shown inexample in the appendix.3.4.3 DarstellungStatistische Auswertung der Versuchsergebnisse,wie im Beispiel im Anhang gezeigt.4 Coding SystemThis test procedure shall be called up in otherdocuments, drawings, VTS, CTS et

41、c. as followed:“Test to GMI L-0-8“4 Angabe in DokumentenDiese Test Procedure ist in anderen Dokumenten,Zeichnungen, VTS, CTS etc. wie folgt anzugeben:“Prfung nach GMI L-0-8“GM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIMITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 8 of 9LPSP GMI 2 11/95AppendixExampleStatistical

42、Evaluation of the TestCast iron piston rods 9 275 885 for CIH enginestype of cast QS 11MS65perlitic malleable cast ironDynamic strength determined per the stair-case-method for a limiting number of cycles of 4 millionTest load F = Fm FaAnhangBeispielStatistische VersuchsauswertungGupleuelstangen 9 2

43、75 885 fr CIH-MotorenGu-Ausfhrung QS 11MS65,perlitischer TemperguDynamische Festigkeit ermittelt nach demTreppenstufenverfahren (Stair-Case) fr eineGrenzlastspielzahl von 4 MioPrfkraft F = Fm FaResult( FA)mean value (PS = 50 %) = 35.56 kNupper scattering limit (PS = 10%) = 37.68 kNlower scattering l

44、imit (PS = 90%) = 33.43 KNscattering span betweenPS 10% & 90% = 1.12722standard deviation s = 1.66 kNErgebnis( FA)Mittelwert (PS = 50 %) = 35,56 kNobere Streugrenze (PS = 10%) = 37,68 kNuntere Streugrenze (PS = 90%) = 33,43 KNStreuspanne zw. PS 10% u. 90% = 1,12722Standardabweichung s = 1,66 kN4 383

45、 372 361 350 34-1 33-2 321 14 29 41 92 10 20 0NNN NN N N N N N NNNNNN NNLoadStepNo.after 4 million cycles 17 of 36 parts had failed19 had not failed in successionNumber ofSamplesfailed notfailedN Fain kNGM INTERNATIONAL ENGINEERING STANDARD LIMITED USE GMI L-0-8February 2013 Page 9 of 9LPSP GMI 2 11/95Deviations Abweichungen