空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法技术

本发明专利技术提供了一种空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，采用全新的测试方法直接测试空调配管成品的疲劳寿命曲线，考虑了空调管路实际形状、尺寸、表面状态、内部压力、工作环境和工作载荷等因素对铜管寿命的影响，即将空调配管成品放置在专门的试验台上，给定工况及载荷，测试指定应力下产品发生裂漏时的循环次数，并绘制开裂时应力与循环次数的关系曲线——成品级疲劳寿命S‑N曲线。本发明专利技术所述的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法比原来材料级的疲劳寿命S‑N曲线更加精准，并且利用本发明专利技术测试得到的劳寿命曲线来设计计算和评估空调产品预期使用寿命，结果更加可靠。

Test method for fatigue life curve of finished product of air conditioning piping

The invention provides a test method for the fatigue life curve of the finished product grade of the air conditioning pipe, and uses a new test method to directly test the fatigue life curve of the finished product of the air conditioning pipe, and consider the influence of the actual shape, size, surface state, internal pressure, working environment and working load on the life of the copper pipe. The finished product of the air conditioning piping is placed on a special test bed. Given the working condition and load, the cycle times of the cracked product under the specified stress are tested and the relationship between the stress and the cycle times of the cracking is drawn - the S N curve of the finished product grade fatigue life. The method of testing the fatigue life curve of the finished product grade of the air conditioning pipe is more accurate than the fatigue life S N curve of the original material level, and uses the fatigue life curve obtained by the invention to design and evaluate the expected service life of the air conditioning products, and the result is more reliable.

【技术实现步骤摘要】
空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法
本专利技术涉及空调
，特别涉及一种空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法。
技术介绍
在空调器设计领域，如何设计空调配管、计算疲劳寿命、提高可靠性、防止断管一直是行业的痛点问题。为了模拟空调器在实际使用环境下的寿命，通常采用疲劳寿命试验对空调器配管进行测试，得到疲劳寿命S-N曲线。现有材料级疲劳寿命曲线测试方法为：截取小段铜管制成标准试样，在疲劳寿命机上反复加载试验，得出各种给定受力下的疲劳循环次数，并绘制应力与循环次数的关系曲线——材料级疲劳寿命S-N曲线。但现有的配管疲劳寿命计算方法均以铜管管材的疲劳寿命曲线S-N曲线(原材料级)加上管路实测应力为基础进行计算。该方法主要缺点包括：1、疲劳寿命S-N曲线是材料级的，即该曲线由铜管标准试样在疲劳试验机上试验获得的，未考虑真实空调管路的实际形状、尺寸、表面状态、工作环境和工作载荷等因素影响；2、以该材料级S-N曲线为基础设计计算合格的空调配管，在市场上经常出现批量管路断裂投诉。说明用材料级疲劳寿命曲线来计算评估空调配管的使用寿命风险高。因此，如何获得空调管路产品级疲劳寿命曲线替代现有的材料级疲劳寿命曲线，就成为疲劳寿命设计计算的关键，也是本专利技术要解决的难点和痛点问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，以获得测试的空调成品级疲劳寿命S-N曲线，试验结果更加准确、可靠。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，包括：步骤S1，在装配好的成品空调外机管路上布置应变片，并将其固定在振动台上，调节振动台所处的密封测试环境的温度达到预定值，开启冷媒报警系统，输入预定最大管路应力，振动台以频率为fHz的频率开始测试，施加预定档位正弦激励；步骤S2，检测系统测试管路真实最大应力，判断系统测试管路真实最大应力是否在根据预定最大管路应力设置的第一阈值范围之内，若满足该第一阈值范围则转至步骤S3；若不满足则自动增加或降低正弦激励的粗调档位，重复步骤S2；步骤S3，系统锁定激励，计时器自动开启进行计时，直到空调管路发生裂漏，冷媒报警系统报警并自动停止测试，记录振动台振动时间为ts1秒；此时，管路在应力σs1作用下的发生裂漏所经历的应力循环次数为N1＝ts1*f；步骤S4，更换第n套布置好应变片的空调，重复步骤S1至S3，设定预定最大管路应力σnmax，测出σnmax应力下管路裂漏时的振动时间tsn秒；并计算出应力循环次数Nn＝tsn*f，令n＝n+1，重复步骤S4，直至n＝M，所述M为6～12；步骤S5，绘制循环次数N1～NM的空调配管成品级疲劳寿命S-N曲线。进一步的，所述步骤S2还包括，若系统测试管路真实最大应力在根据预定最大管路应力设置的第一阈值范围之内，则系统自动进入激励微调档位，直至管路应力满足根据预定最大管路应力设置的第二阈值范围之内为止；其中，所述第二阈值范围为第一阈值范围的子集。进一步的，所述第一阈值范围为预定最大管路应力的70％～130％，所述第二阈值范围为预定最大管路应力的97％～103％。进一步的，所述预定最大管路应力的确定预定最大管路应力由纯铜理论疲劳极限应力值×加工损伤系数×焊接损伤系数等确定，所述加工损伤系数×焊接损伤系数约为0.8～0.98。进一步的，所述步骤S2中自动增加或降低正弦激励的粗调档位包括：若系统测试管路真实最大应力小于第一阈值范围的最低边界值，则自动增大施加的正弦激励的档位，返回步骤S2；若系统测试管路真实最大应力大于第一阈值范围的最高边界值，则自动降低施加的正弦激励的档位，返回步骤S2。进一步的，所述预定档位正弦激励根据输入的预定最大管路应力确定，当系统测试管路真实最大应力不满足预定阈值范围时，系统采用自动寻优算法增大或降低正弦激励的档位。进一步的，所述频率振动台以测试频率fHz模拟空调器使用过程中实际振动频率，其范围为10～160Hz；进一步的，所述测试环境的温度范围为-40℃至60℃，所述测试环境的湿度范围为40％～98％。进一步的，所述步骤S1还包括：在多套相同的外机管路应力较大部位及易断部位布置纵向及横向应变片；进一步的，所述步骤S1之前，还包括：步骤S0，对空调外机管路系统进行动力学分析，确定应力最大部位和应力较集中部位，作为应变片安装的预定位置。相对于现有技术，本专利技术所述的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法具有以下优势：本专利技术所述的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法充分考虑了空调管路实际形状、尺寸、表面状态、内部压力、工作环境和工作载荷等因素对铜管寿命的影响、测试的空调成品级疲劳寿命S-N曲线比原来材料级的疲劳寿命S-N曲线更加精准；并且，利用本专利技术测试得到的劳寿命曲线来设计计算和评估空调产品预期使用寿命，结果更加准确可靠；对设计安全系数的选取，材料性能的充分发挥有重要意义，可避免原材料级疲劳寿命曲线的安全系数过高导致材料浪费，或安全系数过低导致断管风险的缺陷。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试装置示意图；图2为本专利技术实施例所述的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法流程图；图3为本专利技术实施例在应力σ1max～σ8max作用下发生疲劳破坏的循环次数N1～N8绘制空调配管成品级疲劳寿命S-N曲线。附图标记说明：1-振动台激振器，2-激振器控制线，3-振动台传感器，4-监控器，5-主机，6-应力采集仪，7-冷媒报警系统，8-扬声器，9-应力应变片及采集线路，10-温湿度传感器，11-被测空调器，12-空调管路，13-方舱，14-工况机，15-方舱密封软橡胶，16-振动平台，17-地基。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，放弃了现有的通过测试材料力学特性来近似模拟成品力学特性的间接方式，采用全新的试验装置及测试方法直接测试空调配管成品的疲劳寿命曲线：即将空调配管成品放置在考虑了空调管路实际形状、尺寸、表面状态、内部压力、工作环境和工作载荷的专门空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法的试验台上，给定工况及载荷，测试指定应力下产品发生裂漏时的循环次数，并绘制开裂时应力与循环次数的关系曲线——成品级疲劳寿命S-N曲线。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，采用空调配管成品级疲劳寿命曲线测试装置，获取空调配管成品级疲劳寿命S-N曲线，所述测试装置示意图如图1所示。其主要包括：振动台激振器1、激振器控制线2、振动台传感器3、监控器4、主机5、应力采集仪6、冷媒报警系统7、扬声器8、应力应变测试装置9、温湿度传感器10、方舱13、工况机14、方舱密封软橡胶15、振动平台16。被测空调器11被固定在振动台上，所述振动台包括振动台激振器1以及用于将振动传递给空调器的振动平台16，以及对振动台的自身振动状态进行检测的振动台传感器3，所述振动台激振器1通过激振器控制线2连接到主机5，应力应变测试装置9用于检测空调器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，其特征在于，该方法包括：步骤S1，在装配好的成品空调外机管路上布置应变片，并将其固定在振动台上，调节振动台所处的密封测试环境的温度达到预定值，开启冷媒报警系统，输入预定最大管路应力，振动台以频率为fHz的频率开始测试，施加预定档位正弦激励；步骤S2，检测系统测试管路真实最大应力σs1，判断系统测试管路真实最大应力σs1是否在根据预定最大管路应力设置的第一阈值范围之内，若满足该第一阈值范围则转至步骤S3；若不满足则自动增加或降低正弦激励的粗调档位，重复步骤S2；步骤S3，系统锁定激励，计时器自动开启进行计时，直到空调管路发生裂漏，冷媒报警系统报警并自动停止测试，记录振动台振动时间为ts1秒；此时，管路在应力σs1作用下的发生裂漏所经历的应力循环次数为N1＝ts1*f；步骤S4，更换另一套布置好应变片的空调，重复步骤S1至S3，设定预定最大管路应力σnmax，测出σnmax应力下管路裂漏时的振动时间tsn秒；并计算出应力循环次数Nn＝tsn*f，令n＝n+1，重复步骤S4，直至n＝M，所述M的取值范围为6至12；步骤S5，绘制循环次数N1～NM的空调配管成品级疲劳寿命S‑N曲线。...

【技术特征摘要】
1.一种空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，其特征在于，该方法包括：步骤S1，在装配好的成品空调外机管路上布置应变片，并将其固定在振动台上，调节振动台所处的密封测试环境的温度达到预定值，开启冷媒报警系统，输入预定最大管路应力，振动台以频率为fHz的频率开始测试，施加预定档位正弦激励；步骤S2，检测系统测试管路真实最大应力σs1，判断系统测试管路真实最大应力σs1是否在根据预定最大管路应力设置的第一阈值范围之内，若满足该第一阈值范围则转至步骤S3；若不满足则自动增加或降低正弦激励的粗调档位，重复步骤S2；步骤S3，系统锁定激励，计时器自动开启进行计时，直到空调管路发生裂漏，冷媒报警系统报警并自动停止测试，记录振动台振动时间为ts1秒；此时，管路在应力σs1作用下的发生裂漏所经历的应力循环次数为N1＝ts1*f；步骤S4，更换另一套布置好应变片的空调，重复步骤S1至S3，设定预定最大管路应力σnmax，测出σnmax应力下管路裂漏时的振动时间tsn秒；并计算出应力循环次数Nn＝tsn*f，令n＝n+1，重复步骤S4，直至n＝M，所述M的取值范围为6至12；步骤S5，绘制循环次数N1～NM的空调配管成品级疲劳寿命S-N曲线。2.根据权利要求1所述的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，其特征在于，所述步骤S2还包括，若系统测试管路真实最大应力在根据预定最大管路应力设置的第一阈值范围之内，则系统自动进入激励微调档位，直至管路应力满足根据预定最大管路应力设置的第二阈值范围之内为止；其中，所述第二阈值范围为第一阈值范围的子集。3.根据权利要求2所述的空调配管成品级疲劳寿命曲线测试方法，其特征在于，所述第一阈值范围为预定最大管路应力的70％～130％，所述第二阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰江华，
申请(专利权)人：奥克斯空调股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33