T/CSAE 55-2017
基本信息
标准号:
T/CSAE 55-2017
中文名称:汽车弹簧钢松弛抗力试验方法
标准类别:其他行业标准
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
汽车
弹簧钢
松弛
试验
方法
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
T/CSAE 55-2017.Relaxation resistance test method of automobile spring steel.
1范围
T/CSAE 55规定了汽车弹簧钢松弛抗力试验方法的定义、原理、试样、试验设备、试验过程、数据处理和试验报告。
T/CSAE 55适用于利用包辛格效应测试汽车弹簧钢在准静态条件下的松弛抗力性能。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本文件。
GB/T228.1金属材料 拉伸试验第1部分:室温试验方法
GB/T 10623金属材料力学性能试验 术语
GB/T 12160单轴试验用引伸计的标定
GB/T 16825.1-2008静力 单轴试验机的检验第1部分:拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准。
3术语和定义
CSAE)
3.1包辛格效应
指金属合金的流变行为(流变应力和加工硬化速率)对应变历史和应力状态的某些依赖关系,即在塑性变形中,反向变形的流变应力(例如压缩)常小于初始方向应变的流变应力(例如拉伸),然而在应力反向后,加工硬化速率有短暂的上升。金属材料经过预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1% ~ 2%),卸载后再同向加载,规定残余应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象,称为包辛格效应。
3.2应力松弛
指材料在恒定应变或交变动、静态应变的条件下,应力随时间的延长而下降的现象。
3.3弹性松弛
指材料或弹性元件在恒定应变或交变动、静态应变的条件下,应力或承载能力随时间的延长而下降的现象
标准内容
中国汽车工程学会标准
T/CSAE55-2017
汽车弹簧钢松弛抗力试验方法
Relaxation resistance test method of automobile spring steel2017-11-03发布
中国汽车工程学会
2017-11-03实施
2017/1177 9:5:35bZxz.net
由中国汽车工程学会发布的本标准,在提升产品研发、制造等的水标准的采川完全白愿,其对于任何特定途的可而性和适性,包括可能的其他风险,由采用者白行负责。3336关科水标准d2
-rKaeka-
24.7:117 1G35:26
规范性引用文
术语和定义
1试验原理
5试样
6试验设备
6.1试验系统
6.2引伸计
6.3传感器.
固定装置及夹具
了试验过程
7.1总则
7.2循环加载
7.3正反问加载
8数据处理
循坏加载数据处理:
预应变总耗能Em
松弛指标E
8.2正反向加载数据处理
正向加载总耗能FP
包产格应变8
包辛格效应能bs
平均包辛格应变ABS.
包辛格效应能量参数BEEP
9试验报告
附录A(资料性附录)
拉压试样尺寸案例
图1包辛格效应参量及示意图
图2循环数据处理参量
图:曲线包围面积离散叠加
图1正反问加载曲线数据处理参量图A.1拉压试样参考尺寸
175关年
rrKaeerkAca
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本标准接照GB/T1.1-2009给出的现则编写。本标准的附录A为资料性附录。
本标准由中国汽车工程学会材料分会提出。本标准由中国汽车工程学会批准,本标准为2017年11月百次发布。T/CSAE55-2017
本标准主要起草单位:中国汽车工程研究院股份有限公司、中信金属有限公司、宝山钢铁股份有限公司、马鞍山钢铁股份有限公司、东风商用车技术中心本标准主要起草人:马鸣图、宋磊峰、路洪洲、赵岩、黄宗泽、冯毅、詹华、朱蕴策。执笔人:宋磊峰。
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21717:56:35
1范围
汽车弹簧钢松弛抗力试验方法
T/CSAE 55-2017
本标准规定了汽车弹簧钢松驰抗力试验方法的定义,原理、试样、试验设备、试验过程、数据处理和试验报告。
本标准适用丁利用包辛格效应测试汽车弹簧钢在准静态条件下的松弛抗力性能2规范性引用文件
下列文件对工本文件的应用是必不可少的:凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用丁本文件:凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于木文件GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法CB/I10623金属材料力学性能试验术语CB/T12160单轴试验用引仲计的标定GB/T16825.1-2008青
静力单轴试验机的检验第1部分:拉力和(或)压力试验机测力系统的CSAE
检验与校准。
3术语和定义
包辛格效应
指金属合金的流变行为流变应力和加工硬化速率对应变历史和应力状态的呆些依赖关系,即在翊性变形中,反向变形的流变成力(例如压缩)常小十初始方向应变的流变应力(例如拉伸),然而在应力反向后,加工硬化迷率有短暂的」升。金属材料经过预先加载产牛少量塑性变形(残余应变为1%~2%),卸载后再同问加载,规定残余应方(弹性极限或屈服强度)增加:反问加载,规定残余应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象,称为包辛格效应:
应力松弛
指材料定应变或交变动,静态应变的条件下,应力随时间的延长而下降的现象3.3
弹性松弛
指材料或弹性元件在恒定应变或交变动、静态应变的条件下,应力或承载能力随时问的延长而下降的现象
松弛抗力
指材料或弹性儿件在使用过程中,抵抗应力或弹性松弛现象的能力。1
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T/CSAE55-2017
流变应力。
预应变,对应的正向流变应力,单位:MPa3.6
预塑性应变
拉压试验时塑性预应变,单位:%:3.7
包辛格应变3
当反间流变应力的绝对值等于预流变应力时,反向流变曲线所达到的塑性应变,单位:%3.8
包辛格效应能E。
包卡格效应在反向流变时产生的能量节约,即图1所示,为直线BD、D正及曲线BE包围的面积,单位:MPa·%
平均包辛格应变ABS
ABS为包卡格效应能与预流变应力之比,即ABS=Elo,,单位:%3.10
包辛格效应能量参数BEEP
BEEP为包辛格效应能与正向预应变总耗能之比,即BEEP=E,IE,单位为MPa·%:3.11
进行正向预应变加载之后,卸载到零,然后重新加载与卸载线相交,由此形成回线所包用的面积,单位:WPa·%。
4试验原理
对工汽车弹簧钢材,人们较为关注的是压应变状态下的材料斤学性能,材料的包辛格效应实质是位错运动阻力的方向性。正向变形时,随应变的增加,流变应方增加:此时逊行反向变形、流变应力下降,宏观表现为他辛格效应,对于弹性元件,止是松驰抗力大小的体现和表征,因此,包辛格效应各参量的人小亦在很人程度「反唤出材料的松弛抗力=F+G
图1包辛格效应参量及Er示意图
rKaekca-
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根据材料的包辛格效应的有关定义,我们可得如下包辛格效应参量:a)包辛格应变β-点线DE表征的应变;b)包辛格能E-BDE面积;
:)松弛抗力指标:Ew其值越大,材料抗松弛稳定性越好。5试样
T/CSAE 55-2017
为了防止拉压试验过程中试样失稳,将试样加工成短标距棒状试样,试样标距段长径比≤2,加工后试样表面光洁无可见划痕:具体尺寸根批材料规格确定,附录A为拉压试样尺寸参考案例。6试验设备
6.1试验系统
试验机应能提供施加轴向试验力并使试样上产生的弯矩和扣矩最小:试验力应平稳地施加在试样上;试验机测力系统按照GB/T16825.1-2008进行校准,其准确度为1级或优于1级。可以进行拉压试验的材料试验系统,应能完整记录加载和卸裁过程的应力一应变曲线6.2引伸计
松弛抗力试验需要的引伸计应具备足够的分辨率,以保证在整个试验过程中记录足够的试验数据,引仲计规格应与试样平行端标距尺寸一致,采用引仲计进行仲长测量,引仲计应满是CB/T12160中1级或优于1级精度要求。6.3
3传感器
松弛抗力试验采用的载倚与位移传感器或其它记录设备应具备足够的分辨率,以保证在整个试验过程中记录足够的试验数据。推荐使用的载荷传感器或其它记录设备应兵有1下的分辨率或更好,载荷及位移传感器满足GB/I16825.1及CB/T12160中1级或优于1级精度要求6.4固定装置及夹具
固定装置和夹具应保证试验原理并获得准确的材料松弛抗力评价结果。7试验过程
7.1总则
汽车弹簧钢的松地抗力试验加载包括次循环加载和次正反向加载:循环加载过程:正向预应变加载一卸载归零-重新加载全流变应力≥;正反向加载过程:正向预应变加载-卸载归零一反向加载至流变应变绝对值三3:记录上述加载过程中的各流变曲线,以测定和计算相关的包辛格m
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效应参量。整个试验加载过程在准静态条件下迹行。7.2循环加载
循环加载步骤为:
a)按要求校准测试系统,并对载伺归零;b)调整夹具夹持力,将试样夹持固定;:)将引伸计固定在试样标距位置:d)正向预应变加载采用应变控制,重新加载采用应力控制;:)设置样品正向加载预成变8。(塑性成变设置1%~3%):)正向加载预应变采用化处理,不同材料在1%~3%范固内选取统的预应变:)单个样品使用下列程序进行试验加载:1在准静态条件下,加载过程中尽可能选择较小的应变速率,防止样品加载过程出现失稳2)正向加载至预应变p,然后卸载归零,记录加载及卸载过程的载荷-位移或应力-应变历史记录;
3)正向预应变加载结束后记录8.时对应的流变应力04)保持样品现有状态,,次重新加载至流变应力绝对值多の,然后卸载,并记录加载及卸载过程的载倚一位移或力一成变历史记录7.3正反向加载
正反向加载步骤为:
)单独选取样品进行正向预应变加载和反向加载:h)按要求校准测试系统,并刘对载荷归零:c)调整H夹持力,将试样夹持固定;d)将引伸计固定在试样标距位置;E
)正向预应变加载试验控制系统采用应变控制:反向加载采用应力控制;f)设置样品正可加载预应变(塑性应变设置1%~3%):)正向川载预应变采用归一化处埋,不同材料在1%~3%范围内选取统一的预应变;h)单个样品使用下列程序进行试验加载:1)在准静态条件下,加载过程中尽可能选择较小的应变速率,防正样品加载过程出现失稳;2)正可载至预应变的,然后卸载归零,记录加载及卸载过程的载荷位移或应力一应变历史记录;3)止向预应变加载结束后,记录&时对应的流变应力6p:4)保持样品现有状态,过应力控制反向加载至流变应力绝对值三3,然后卸载,并记录反向加载及卸载过程的载荷-位移或应力-应变历史记录。8数据处理
循环加载数据处理
通过实验系统对循环加载的应力-应变数据记录,进行数据拟合,可获得各加载及卸载过程的应力一应变曲线,如图2所示。正向顶应变加载线包围而积用E,表示,如图2)所示:预应变卸载线包围面积用E:表示,如图2h)所示;重新加载线包围面积用E,表示,如图2c)所示,4
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a)预应变总耗能Ep
b)卸载释放的弹性应变能Emsor
图2循环数据处理参量
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e)重新加载耗能Eanca
曲线包国面积的计算方法采用微积分原理,将相邻数据点近似为一个梯形,通过应力应变数据,求出各梯形的面积,然后求和,即可求得曲线的包围面积,如图3所示。设置相邻两点的应变分别为X和X,对应的应力分别为Y,和Y,则相邻两数据点包围面积根据梯形面积公式:积S,=[(Y,+Y,)x(X2-x,) 1/2
图3曲线包围面积离散叠加
8.1.1预应变总耗能E,
正向预成变加载总能,可以递时加载的成力一成变曲线计算获得,,可解释为单位体积的预应变加载总耗能,为预应变加载的弹性变形能利塑性变形能的总利:可以用应力-应变山线包用面积来表征,如图2;)中曲线包面积为E,值,可通过各数据点梯形面积离散叠加求得,单位为MPa·%
8.1.2松弛指标Ere
对丁给定的预应变&p,样品经预应变加载及重新加载后,tr可表征为图1中曲线AfB和曲线AgB包围的面积,E元为-次止向卸载未释放的弹性应变能与重新加载额外消耗的能量之和。松弛指标En-EaEa+EAzRA:如图2h)、图2)所示,EAncA及EA值仍可通过应力应变数据点离叠加求得,E值单位为MPa·%
8.2正反向加载数据处理
通过实验系统刘对正反向加载的应力一应变数据记录,进行数据拟合,可获得各加载及卸载过程5
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的应力-应变曲线,如图4所示。反向加载线为B证L曲线,经过B点做AB直线的延长线,与E点的水平线交丁点D,其中ED长度为包辛格应变β;止间加载预应变总耗能已、如图4a)所示:反向加载息耗能E,如图4b)所示,BDEE梯形而积E,是反向加载效成能和包辛格效应能之和,如图4)所示。曲线包国间积的计算力法采用微积分原理,将相邻数据点近似为一个梯形,通过应力应变数据,求山各梯形的面积,然后求和,即可求得曲线的包围面积,如图3所示。R
a)正向加载总耗能Eb)反向加载耗能EsEEc)BDEE'梯形面积EBp=图4正反向加载曲线数据处理参量8.2.1正向加载总耗能E
正向加载总耗能E,可以通过正向预应变加载的质力一成变山绒计登获得,E,可表征为单位体积的预应变加载总耗能,如图4:)中曲线包围面积为E,值,通过各数据点离散叠加可以求得,单位为MPa:%,通过与8.1.1中的E,值迹行比较,考察样品重复性试验数据稳定性。8.2.2包辛格应变β
图4a)中占线DE长度为包辛格应变β,它表征样品反间加载的流变应力为-,时的塑性应变,单位为%:
8.2.3包辛格效应能E、
包辛格效应能Es表征反向加载过程巾能量节约,如图4b),图4)中所示,为线BE直线B)及DE包围的面积,可通过梯形BDEE'面积减去反向加载总耗能E获得,即E-EEm,单位为MPa·%
8.2.4平均包辛格应变ABS
平均包卡格应变按照公式ABS=E,/o,计算获得。8.2.5包辛格效应能量参数BEEP
包卡格效应能量参数按照公式BEEP=E/E,计算获得6
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试验报告
试验报告格式可自行设计,应包括以下主要内容:a)试验方法;
b)试验材料的牌号、规格和状态;c)试样几何形状及尺寸:
d)试样热处理工艺:
)试验加载方式及加载速度;
f)载荷-位移或应力-应变曲线;T/CSAE 55-2017
g)止向预应变总耗能Ep及EP、松弛强度E、位辛格应变β、他辛格效应能Es、平均包辛格应变ABS、包辛格效应能量参数BEEP:h)试验Ⅱ期。
1175件3
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217179:56:37
T/CSAE 55-2017
附录 A
(资料性附录)
拉压试样尺寸案例
试样总长为120mm的棒状试样,试样夹持端直径为$10mm,试样两端夹持端及圆弧端长度为108mm,试样平行端长度为12mm,平行端直径为6mm±0.01mm、试样经过车、精车工艺加工,达到试样尺寸要求,圆孤及平行端表面粗糙度需达到0.8.单位为毫米
拉压试样参考尺寸
KaekAca
2017/17 9:E6:37
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