1.试验应力的选择

1）同一应力水平下的对比试验，试验应力应选择近零件实际工作应力范围的上限。对于轴承钢、渗碳钢及其他高强度材料，JP-1号试样的接触应力选择5000N/mm²左右；JP-2号试样的接触应力选择3500N/mm²左右；JP-3号和JP-4号试样的接触应力选择2500N/mm²左右。低强度钢和软表面试样的试验应力需根据材料实际强度调试确定。

图11-11　第一种情况的试验顺序

×—失效　○—未失效

图11-12　第二种情况的试验顺序

×—失效　○—未失效

图11-13　第三种情况的试验顺序

×—失效　○—未失效

2）在零件实际工作应力范围内选择4～5级应力水平，最低试验应力应选择实际工作应力的下限，然后逐级上升确定各试验应力。相邻两级应力的级差根据接触方式确定。点接触的应力级差选择250～400N/mm²；线接触的应力级差选择18～300N/mm²。

2.接触应力的计算

点接触和线接触最大应力分别按下面的公式计算：

式中　σ_max——最大接触应力，单位为N/mm²；

π——常数，取3.1416；

α、β——点接触变形系数；

F——施加于试样上的载荷，单位为N；

μ₁——试样的泊松比；

μ₂——陪试件的泊松比；

E₁——试样的弹性模量，单位为N/mm²；

E₂——陪试件的弹性模量，单位为N/mm²；

L——试样接触长度，单位为mm；

ρ——试样与陪试件接触处的主曲率，单位为mm^-1；

Σρ——试样、陪试件主曲率之和，单位为mm^-1，其计算公式为

R₁₁——试样垂直于滚动方向的曲率半径，单位为mm；

R₁₂——试样沿滚动方向的曲率半径，单位为mm；

R₂₁——陪试件垂直于滚动方向的曲率半径，单位为mm；

R₂₂——陪试件沿滚动方向的曲率半径，单位为mm。

3.接触应力循环次数的计算

试样接触应力循环次数按下式计算：

N=nt

式中　N——接触应力循环次数；

n——试样转速，单位为r/min；

t——试验时间，单位为min。

4.油膜参数的选择和计算

（1）油膜参数的选择　对于材料因素的对比试验，油膜参数推荐λ>1.8，使试样工作表面处于部分弹流或接近弹流润滑状态。

（2）油膜参数的计算　点接触和线接触的油膜参数分别按下面公式计算：

式中　λ——油膜参数；

h₀——最小油膜厚度，单位为μm；(www.daowen.com)

Ra——试样综合表面粗糙度，单位为μm，其计算公式为

Ra₁——试样表面粗糙度，单位为μm；

Ra₂——陪试件表面粗糙度，单位为μm；

φ——漏泄修正系数，其计算公式为

R_x——试样和陪试件垂直于滚动方向的当量曲率半径，单位为mm；

R_y——试样和陪试件沿滚动方向的当量曲率半径，单位为mm；

R_1x——试样垂直于滚动方向的曲率半径，单位为mm；

R_2x——陪试件垂直于滚动方向的曲率半径，单位为mm；

R_1y——试样沿滚动方向的曲率半径，单位为mm；

R_2y——陪试件沿滚动方向的曲率半径，单位为mm；

η₀——大气压下润滑油的粘度，单位为N·s/mm²；

B——压力系数，单位为mm²/N；

v——当量滚动速度，单位为mm/s，其计算公式为

v₁——试样的滚动速度，单位为mm/s；

v₂——陪试件的滚动速度，单位为mm/s；

R——试样与陪试件的综合曲率半径，单位为mm；

F——加于试样上的径向载荷，单位为N；

E′——试样和陪试件的综合当量弹性模量，单位为N/mm²，其计算公式为

E₁——试样弹性模量，单位为N/mm²；

E₂——陪试件弹性模量，单位为N/mm²；

μ₁——试样泊松比；

μ₂——陪试件泊松比；

q——单位长度载荷，单位为N/mm，其计算公式为

L——试样接触长度，单位为mm；

F——施加于试样的径向载荷，单位为N。

5.滑差率的选择

试样和陪试件的滑差率，主要根据零件工作滑差范围进行选择。对于模拟滚动轴承的试验，选用5%的滑差率为宜；对于模拟齿轮的试验，选用10%～20%左右的滑差率为宜。模拟其他零件的试验，可根据零件实际工况确定恒滑差率或变滑差率，一般采用10%的滑差率。

6.转速的选择

试验机主轴的转速应根据试验载荷和试样的滑差率来选择，重载荷大滑差率可选择1500～2000r/min；轻载荷小滑差率可选择2000～3000r/min。对于单因素的对比试验，如滑差率为5%，转速可选择3000r/min；如滑差率为15%左右，转速可选择2000r/min。

7.子样容量的选择

1）筛选试验的子样数量不少于6个，定性比较试验的子样数量不少于12个。

2）为制订材料标准和改进设计等提供依据的高可靠性（可靠度在90%以上）试验，一般子样数量不少于16个。

8.试验方案的选择

1）筛选试验和定性比较试验，建议测定P-N（存活率-寿命）曲线。高可靠度试验，一般需测定P-S-N（存活率-应力-寿命）曲线。

2）测定P-N曲线，可以进行完全失效试验或定数截尾试验，其截尾数量不大于子样数量的20%，求得P-N曲线。

3）测定P-S-N曲线，一般选取4～5级应力水平，在每一应力水平下测定P-N曲线。根据各应力水平下的P-N曲线，求得P-S-N曲线。