加速试验方法优化方案

1.机械性疲劳试验和疲劳寿命的评价方法

一般在研究焊点热疲劳寿命时，常用热冲击试验机做循环试验，虽然热冲击试验机的高温、低温保持时间容易控制，但由高温到低温或由低温到高温的温度变化时间较难控制。同时，热循环试验存在的另一个问题是，大多数对焊点采用的是热机械寿命加速试验，而很少采用作为实际使用时的模拟试验。但在实际使用场合设计的结合部疲劳寿命最少为104周期（循环），每个试验周期最短时间为20min，那么104的周期需要4～5个月以上的试验时间，很明显这种评价方法花费的代价太大。

最近，作为热循环疲劳试验的替代方法，有人提出机械等温疲劳试验方法，考虑到焊接材料的温度依存性，采用经应力—应变评价得到的非线性应变振幅，根据统一的热循环疲劳寿命评价方法——通过接合部低循环热疲劳强度评价来得出结论。给焊接接合部施行恒定温度下的机械往返荷载，模拟由接合部产生的往返型非线性应变，最终完成热疲劳强度的评价。

由剪切型机械性疲劳试验方法得出的试验结果，记述了机械疲劳试验和热循环疲劳试验之间的相关关系，同样说明了作为疲劳试验替代方式的可行性。机械加速试验的特征有以下几个方面：

1）能进行比热循环试验速度快得多的机械性试验。

2）能以正确地控制对焊点施加的应变速度。

3）根据已控制的应变速度，可对焊点的非线性应变成分比进行正确控制，并由各应变成分调整对焊点生成的不同损伤。

4）能在恒温下对焊点设定任意的应变范围，获得近似于大的或小的热循环试验结果。(www.xing528.com)

2.热循环加速试验和疲劳寿命的评价方法

使用热循环加速试验是作为焊点热循环疲劳强度评价的试验最好方法，为验证上述使用应力解析方法说明非线性应变振幅以及热循环疲劳试验对焊点疲劳寿命的关系，图7-2即为利用非线性等效应变振幅影响的焊点热循环疲劳试验结果。图中说明采用几种不同条件得到的疲劳寿命结果基本在相同的直线上，评价应力应变先要正确评价各试验区间（温度变化和温度保持区间）对蠕变的影响，还需要考虑焊接材料的温度依存性。根据对材料的时间依存性和温度依存性正确评价，利用焊

图7-2 利用非线性等效应变振幅影响的焊点热循环疲劳试验结果

点生存的非线性应变振幅，再按Coffin-Manson法则得到焊点的热疲劳强度，热疲劳强度评价公式如下：

N_f=1/2（Δε_eqin/Δε₀）^-m （7-1）

其中，N_f表示焊点的疲劳寿命，Δε_eqin则是根据材料的时间依存性和温度依存性评价后获得的焊点的非线性等效应变振幅。热循环疲劳实验可以减少表示强度特性的Δε₀、m系数，试验时需注意这一点。