蔡孟倩

在汽車設(shè)計(jì)與制造中，零部件的抗扭性能直接關(guān)系到整車的安全性和可靠性。無(wú)論是傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還是懸架部件，在行駛過(guò)程中都會(huì)承受復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)載荷。為確保這些關(guān)鍵部件在實(shí)際工況下不發(fā)生失效，扭轉(zhuǎn)測(cè)試成為不可或缺的驗(yàn)證環(huán)節(jié)。

本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將帶您深入了解汽車零部件扭轉(zhuǎn)測(cè)試的核心原理、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試設(shè)備及完整流程，幫助工程師精準(zhǔn)評(píng)估零部件的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、剛度和疲勞壽命。

一、測(cè)試原理

扭轉(zhuǎn)測(cè)試通過(guò)施加扭矩載荷，模擬零部件在真實(shí)使用中的受力狀態(tài)，主要評(píng)估以下性能：

強(qiáng)度：材料或結(jié)構(gòu)在極限扭矩下的抗斷裂能力（如半軸的最大承載扭矩）。

剛度：扭矩與扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系，反映抵抗變形的能力（如傳動(dòng)軸單位扭矩下的轉(zhuǎn)角）。

耐久性：交變扭矩下的疲勞特性（如10萬(wàn)次循環(huán)后是否出現(xiàn)裂紋）。

根據(jù)材料力學(xué)理論，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度（Tmax）和剪切模量（G）可通過(guò)扭矩-轉(zhuǎn)角曲線計(jì)算得出，為設(shè)計(jì)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。

二、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

不同零部件需遵循相應(yīng)國(guó)際或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

通用標(biāo)準(zhǔn)：

ISO7800（金屬材料線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)）

GB/T10128（金屬室溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法）

汽車專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：

SAEJ2643（傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)疲勞測(cè)試）

車企標(biāo)準(zhǔn)：如大眾VW01137、通用GMW14162

注：測(cè)試前需明確適用標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)可比性和合規(guī)性。

三、測(cè)試儀器

1、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)

關(guān)鍵參數(shù)：

扭矩量程：0~2000N·m（根據(jù)部件需求選擇）

轉(zhuǎn)速范圍：0.1~10rpm（靜態(tài)測(cè)試）或高頻動(dòng)態(tài)（疲勞測(cè)試）

角度分辨率：±0.1°

2、定制夾具

需匹配零部件形狀（如花鍵夾具、法蘭盤(pán)連接）

3、輔助設(shè)備

環(huán)境箱（模擬高低溫或腐蝕條件）

高速攝像機(jī)（記錄斷裂瞬間）

四、測(cè)試流程

步驟一、試樣準(zhǔn)備

實(shí)車部件（如驅(qū)動(dòng)軸）或標(biāo)準(zhǔn)試樣（直徑6~20mm，標(biāo)距≥100mm）。

步驟二、裝夾固定

確保試樣兩端同軸，避免偏心導(dǎo)致應(yīng)力集中。

步驟三、加載模式

靜態(tài)測(cè)試：勻速加載至斷裂，記錄扭矩-轉(zhuǎn)角曲線。

動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試：設(shè)定振幅（如±30°）、頻率（1~5Hz），循環(huán)至失效。

步驟四、數(shù)據(jù)采集

最大扭矩、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、剪切模量、疲勞壽命（循環(huán)次數(shù)）。

步驟五、結(jié)果分析

失效模式判斷（韌性/脆性斷裂）

對(duì)比設(shè)計(jì)值，優(yōu)化材料或結(jié)構(gòu)（如增加壁厚）。

五、注意事項(xiàng)

安全防護(hù)：高扭矩測(cè)試時(shí)需防斷裂飛濺。

環(huán)境控制：高溫或鹽霧環(huán)境可能影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

校準(zhǔn)要求：試驗(yàn)機(jī)需定期校準(zhǔn)，確保扭矩傳感器精度。

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