《乘用车 镁合金车轮 弯曲和径向疲劳性能要求和试验方法》

ICS点击此处添加ICS号

CCS点击此处添加CCS号

CAAMTB

中国汽车工业协会团体标准

T/CAAMTBXXXX—XXXX

乘用车镁合金车轮弯曲和径向疲劳

性能要求及试验方法

Passengercar—Magnesiumalloywheels—Performancerequirementsand

testmethodsforcorneringandradialfatigue

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国汽车工业协会发布

T/CAAMTBXXXX—XXXX

乘用车镁合金车轮弯曲和径向疲劳

性能要求及试验方法

1范围

本文件规定了乘用车镁合金车轮动态弯曲疲劳试验和动态径向疲劳试验的试验车轮、性能要求及

试验方法。

本文件适用于GB/T3730.1中规定的乘用车所使用的车轮。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T3730.1汽车和挂车类型的术语和定义（GB/T3730.1-2001，ISO3833：1999，MOD）

GB/T2933充气轮胎用车轮和轮辋的术语、规格代号和标志（GB/T2933-2009，ISO3911：2004，

IDT）

3术语和定义

GB/T2933界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

车轮轮胎总成wheel-tireassembly

由车轮、轮胎和气门嘴组装成的组合件。

裂纹crack

试验过程中出现的材料分离，扩大至3mm及以上的情形。

法兰隔离垫片flangegasket

装配在镁合金车轮法兰上，用于隔离镁合金车轮与车辆钢制安装面，防止镁合金车轮本体发生电化

学腐蚀的垫片，见图1（a）。

螺栓孔衬套boltholebushing

装配在镁合金车轮螺栓孔内，用于隔离镁合金车轮与钢制安装螺栓/螺母，防止镁合金车轮本体发

生电化学腐蚀的衬套，见图1（b）。

a）法兰隔离垫片b）螺栓孔衬套

图1法兰隔离垫片和螺栓孔衬套示意图

1

T/CAAMTBXXXX—XXXX

4试验车轮

经过全部工序加工，可用于车辆的具有代表性的新车轮。

对于装配有法兰隔离垫片和螺栓孔衬套的镁合金车轮，试验前应确认正确装配。

5性能要求

动态弯曲疲劳试验性能要求

动态弯曲疲劳试验强化系数及最低循环次数要求见表1。

表1动态弯曲疲劳试验强化系数及最低循环次数要求

摩擦系数强化系数

材料最低循环次数

µS

1.33200000

镁合金0.7

1.6020000

动态径向疲劳试验性能要求

动态径向疲劳试验强化系数及最低循环次数要求见表2。

表2动态径向疲劳试验强化系数及最低循环次数要求

强化系数

材料最低循环次数

K

镁合金2.25800000

6试验方法

动态弯曲疲劳试验

6.1.1试验设备

试验设备应具有一个被驱动的旋转装置和车轮连接件，使车轮在一个固定的弯矩作用下旋转，或车

轮静止不动，而承受一个旋转的弯矩，见图2。

加载系统应保持规定的载荷，偏差不超过试验载荷计算值的±2.5%。

车轮连接件连接面应光滑平整，且与车辆上通常采用的连接件具有相同的装配尺寸特性，表面硬度

推荐在HRC40~HRC50之间，螺栓孔在连接面分布圆上位置度控制在Φ0.10mm以内。

a）车轮不转弯曲机b）车轮旋转弯曲机

标引序号说明：

1－加载点

2

T/CAAMTBXXXX—XXXX

2－轮辋中心面

3－车轮

4－车轮连接件

5－加载臂

F－加载力

L－力臂长度

d－车轮偏距

图2动态弯曲疲劳试验示意图

6.1.2弯矩的确定

按公式（1）确定弯矩M(力F×力臂L)，单位为牛顿·米(N·m)。

푀＝（µ푅＋푑）퐹푣푆····································································(1)

式中：

µ—轮胎与路面间的设定摩擦系数，见表1；

R—轮胎静负荷半径，是车辆或车轮制造商规定的用在该车轮上的最大轮胎静半径，单位为米(m)；

d—车轮内偏距或外偏距(内偏距为正值，外偏距为负值)，单位为米(m)；

퐹푣—车辆或车轮制造商规定的车轮最大垂直静负荷或车轮的额定负荷，单位为牛顿(N)；

S—强化系数，见表1。

6.1.3试验程序

6.1.3.1参考图2将车轮夹紧到试验设备上。将车轮拧紧螺栓（或螺母）拧紧至车辆或车轮制造商所

规定的力矩值。如果没有规定，宜设定拧紧力矩为（120±10）Nm。螺栓拧紧方式宜采用星型拧紧或对

角拧紧。对于装配有法兰隔离垫片和螺栓孔衬套的镁合金车轮，法兰隔离垫片和螺栓孔衬套不可重复使

用。

6.1.3.2设置弯矩、转速和循环次数等试验参数，开始试验。在试验初始阶段，可停机将车轮拧紧螺

栓或螺母重新拧紧一次。试验过程中如果螺栓断裂，则更换全部螺栓后继续试验。试验过程中定期观察

偏移、振动情况。

6.1.3.3完成规定试验循环次数后停机，宜采用渗透检测或其它可接受的方法检查车轮裂纹情况。

6.1.4失效判据

出现下列任何一种情况，试验终止，车轮失效：

a)车轮不能继续承受试验载荷；

b)车轮任何部位出现裂纹；

c)加载点的偏移增量超过试验初始偏移量的10%；

d)车轮紧固螺栓的扭矩降至初始值70％以下。

动态径向疲劳试验

6.2.1试验设备

试验设备应具有一个被驱动的转鼓和车轮固定座，使车轮轮胎总成在一个固定径向力作用下旋转，

见图3。转鼓最小直径为1700mm，宽度应比轮胎断面宽，且表面光滑。车轮固定座连接面应与车辆上通

常采用的连接件具有相同的装配尺寸特性，表面硬度推荐在HRC40~HRC50之间，螺孔或螺栓在连接面的

分布圆上位置度控制在Φ0.10mm以内。

加载系统应保持规定的载荷，偏差不超过试验载荷计算值的±2.5%。加载方向垂直于转鼓表面，且

与车轮固定座中心和转鼓中心的连线方向一致，转鼓轴线和车轮固定座轴线应平行。

3

T/CAAMTBXXXX—XXXX

标引序号说明：

1—转鼓

2—车轮轮胎总成

Fr—径向负荷

图3动态径向疲劳试验示意图

6.2.2轮胎、充气压力及径向载荷的确定

6.2.2.1轮胎的确定

试验首选车辆或车轮制造商指定型号的轮胎。如果未指定，参考GB/T2978选择试验车轮可配用的

轮胎中具有最大负荷的轮胎。

6.2.2.2充气压力的确定

试验车轮轮胎总成的充气压力应符合表3的数值。

表3充气压力

单位：kPa

在使用载荷下的充气压力试验充气压力a

≤160280

161~280450

281~450550

≥450≥使用气压的1.2倍

a允许误差±20kPa

6.2.2.3径向载荷的确定

按照公式（2）确定径向载荷퐹푟，单位为牛顿(N)：

퐹푟=퐹푣K·············································································(2)

式中：

퐹푣—车辆或车轮制造商规定的车轮最大垂直静负荷或车轮的额定负荷，单位为牛顿(N)；

K—强化系数，见表2。

6.2.3试验程序

6.2.3.1参考图3将车轮夹紧到试验设备上。将车轮拧紧螺栓（或螺母）拧紧至车辆或车轮制造商所

规定的力矩值。如果没有规定，宜设定拧紧力矩为（120±10）Nm。螺栓拧紧方式宜采用星型拧紧或对

角拧紧。对于装配有法兰隔离垫片和螺栓孔衬套的镁合金车轮，法兰隔离垫片和螺栓孔衬套不可重复使

用。

4

T/CAAMTBXXXX—XXXX

6.2.3.2设置载荷，转速和循环次数等试验参数，开始试验。在试验初始阶段，可停机将车轮拧紧螺

栓或螺母重新拧紧一次。试验过程中如果螺栓断裂，则更换全部螺栓后继续试验。在试验期间，轮胎气

压将升高，无需调整。试验过程中定期观察载荷、振动情况。

6.2.3.3完成规定试验循环次数后停机，宜采用渗透检测或其它可接受的方法检查车轮裂纹情况。

6.2.4失效判据

出现下列任何一种情况，试验终止，车轮失效：

a)车轮本体不能继续承受试验载荷或轮胎压力；

b)车轮任何部位出现裂纹；

c)车轮紧固螺栓的扭矩降至初始值70％以下。

5

附件4：

中汽协会《乘用车镁合金车轮弯曲和径向疲劳性能要求

和试验方法》团体标准编制说明

一、工作简要过程

（一）任务来源

1、项目立项背景

1)目前行业内还没有Mg合金车轮相关的疲劳性能试验检测标准，为更好地、快

速地推动我国Mg合金车轮行业的发展，需要尽快制定相关标准。

2)国外目前仍未发布Mg合金车轮相关的疲劳性能试验检测标准，我国需要尽快

制定相关的标准，占领行业发展先机，掌握行业发展主动权和话语权。

3)我国车轮出口量居世界第一，为提高产品的竞争力，持续扩大中国车轮走出去，

推动中国制造的车轮成为中国符号，应当制定相应的先进车轮技术标准。

2、任务来源

2018年SAE会议提出技术研究项目镁合金车轮性能要求及试验方法，由中信戴卡

股份有限公司进行标准预研工作。

轮标委六届一次会议：会上全体委员听取了中信戴卡提出的车轮技术标准研究项

目《乘用车镁合金车轮弯曲和径向疲劳性能要求和试验方法》的研究总结汇报，肯定

了研究价值和意义，同意继续进行深入研究并筹备制定车轮团体标准。

本标准利用SAE制定钢制车轮和铝制轮疲劳性能的技术路线，制定了全新的Mg

合金车轮弯曲和径向疲劳性能要求和试验方法，主要体现在三个方面：1)Mg合金车轮疲

劳性能要求；2)Mg合金车轮样品的要求及安装方法；3)试验结果的判定方法。

3、计划任务编号

本标准编制是根据中国汽车工业协会标准制修订计划(中汽协函字(2023)218号

文件)，计划任务编号:2023-028。

（二）主要起草单位及任务分工

中信戴卡股份有限公司，制定组组长单位，全面负责标准项目的立项、标准文本及

编制说明的编写、组织及协调等工作；

东风汽车底盘系统有限公司，制定组成员单位，负责标准项目审核、调研、编写等

工作；

中汽协车轮质量监督检测中心有限公司，制定组成员单位，负责试验验证、试验数

据采集分析等工作；

浙江万丰奥威汽轮股份有限公司，制定组成员单位，参与标准编写工作；

保定市立中车轮制造有限公司，制定组成员单位，参与标准编写工作。

（三）标准研讨情况

2021年6月，在徐州召开的轮标委六届一次会议上同意筹备制定《乘用车镁合金

车轮弯曲和径向疲劳性能要求和试验方法》团体标准。中信戴卡股份有限公司立即组

织技术人员首先国内外相关的技术标准进行了收集、比对分析等工作。

2021年7月，中信戴卡股份有限公司内部成立工作小组。1)召开本标准首次会议，

形成了团标关键内容和性能参数的确定方案；2)完成了现有技术要求，现有Mg合金试

验结果汇总及分析，根据现有的信息和结果做了相关的技术讨论。

2021年9月，会议讨论确定试验验证方案，开展弯曲、径向、双轴验证试验及相关

应变测量工作。

2021年11月，完成相关验证试验，进行数据结果讨论和标准内容及编制说明的评

审工作。

2021年12月，轮标委六届二次会议审议了标准草案内容，会议讨论后一致同意立

项。会议中：各位专家对于“法兰隔离垫片flangegasket”和“螺栓孔衬套bolthole

bushing”是否应作为术语进行定义展开了讨论，最终暂定保留上述两个术语；对于动态

弯曲疲劳试验失效判据“a)车轮不能继续承受试验载荷，包括车轮本体、法兰隔离垫片

和螺栓孔衬套的装配状态发生改变”，部分专家对“车轮本体、法兰隔离垫片和螺栓孔

衬套的装配状态发生改变”提出疑义，经专家组讨论后建议将其修改为“a)车轮不能继

续承受试验载荷”，同时，将动态径向疲劳试验失效判据“a)车轮本体不能继续承受试

验载荷或轮胎压力，包括车轮本体、法兰隔离垫片和螺栓孔衬套的装配状态发生改变”

也修改为“a)车轮本体不能继续承受试验载荷或轮胎压力”。会后工作组按照会议意见

对标准草案做了修改完善并提交秘书处，做立项备案。

2022年7月，项目组完善了验证数据，并进行了内部研讨。

2023年4月10日，通过了中国汽车工业协会的立项审查和公示，列入2023年团体

标准研制计划，项目计划号为2023-028。工作组对标准草案做了修改完善，形成征求意

见稿。

二、标准编制原则和主要内容

1、标准编制原则

1)规范性原则。本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标准的结

构和编写》的规定和要求编制，在标准框架、结构和内容等方面符合要求。

2)标准先进性。镁合金车轮与铝合金车轮相比，其可以减轻汽车质量，减少油耗；

具有较高的弹性模量，减震性能好，但是行业内还没有镁合金车轮的试验检测标准。本

标准制定时充分研究国内外车轮标准技术水平和考虑我国车轮出口地位，参考国际上车

轮相关标准的技术指标要求，酌情制定适宜我国国情的技术指标。

3)科学实用的原则。标准内容应全面，科学合理。方法经过验证和评估，重复性好，

便于规范作业，标准在车轮行业应具有较强的可操作性。

2、主要内容介绍

1)镁合金车轮主要的生产工艺主要分为铸造和锻造两种，锻造工艺生产的车轮因其

组织致密、性能良好被应用在高端汽车及F1方程式赛车上，采用的材料主要为ZK30和

AZ80，本标准针对ZK30材料开发了车轮弯曲和径向疲劳试验性能要求。

2)利用中信戴卡生产的镁合金车轮产品进行材料性能检测、弯曲疲劳试验、径向疲

劳试验、双轴疲劳试验验证，测量应力集中部位的应变数据。

3)确定了Mg合金车轮试验方法。明确了Mg合金车轮的样品要求、安装方法和判定

条件。

4)主要技术内容制定的论据或说明

<1>戴卡生产的镁合金车轮上取样，制备材料疲劳试验试样，依据标准《GB/T3075-

2008》和《GB/T24176-2009》分别绘制R=0.1和R=-1的SN曲线；

<2>将绘制的ZK30镁合金SN曲线进行归一化处理，将钢、铝、镁材料的SN曲线放

置于统一坐标系下；

<3>利用SAE技术路线计算镁合金车轮弯曲疲劳加速系数为1.33和1.6，对应循环

次数分别为200000和20000；径向疲劳试验强化系数为2.25，循环次数为800000。

表1动态弯曲疲劳试验强化系数及最低循环次数要求

摩擦系数强化系数

材料最低循环次数

µS

1.33200000

镁合金0.7

1.6020000

表2动态径向疲劳试验强化系数及最低循环次数要求

强化系数

材料最低循环次数

K

镁合金2.25800000

三、采用国际标准和国外先进标准情况

本标准在制定过程中，没有查询到相应的国际、国外标准，本标准为原创标准，没

有采标。

四、主要关键指标及试验验证情况

1、材料性能

表3镁合金车轮材料性能

序号取样部位弹性模量/GPa屈服强度/MPa抗拉强度/MPa延伸率/%

1#轮44.418927922.5

1#轮46.218527716.0

2#轮45.118927822.7

2#轮43.719027820.7

外轮缘

3#轮45.516726315.6

3#轮33.617426815.8

4#轮41.917827019.8

4#轮43.81722679.3

1#轮42.815526519.5

1#轮44.715426519.3

1#轮44.416626722.1

2#轮44.115426418.1

2#轮43.015826417.1

2#轮43.814926018.1

轮辐

3#轮42.714125620.8

3#轮42.514625821.8

3#轮44.214225620.7

4#轮43.315026116.5

4#轮41.815926422.8

4#轮45.415726523.7

1#轮45.525731510.0

轮辋

1#轮44.82503148.2

对中信戴卡镁合金车轮进行了抽样验证。

2、弯曲疲劳试验验证

表4弯曲疲劳技术验证

编号车轮规格最大静载荷/kg强化系数偏距/mm完成转数

完成7.5万转，

19×18J-CH5253.8928

着色检查，未发现疲劳裂纹

完成7.5万转，

29×18J-CH5253.8928

着色检查，未发现疲劳裂纹

完成30万转，

39×18J-CH5252.1728

着色检查，未发现可见裂纹。

完成30万转，

49×18J-CH5252.1728

着色检查，未发现可见裂纹。

完成180万转，

59×18J-CH5251.3028

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成180万转，

69×18J-CH5251.3028

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成130745转，

79×18J-CH5253.8928

背面轮辐裂纹38mm。

完成15468转，

89×18J-CH5255.8228

背面轮辐裂纹40mm。

完成20万转、30万转，

99.5×18J-CH5902.0348

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成20万转、30万转，

109.5×18J-CH5902.0348

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成20万转、30万转，

119.5×18J-CH5902.0348

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成20万转、30万转，

129.5×18J-CH5902.0348

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成180万转，

139.5×18J-CH5901.2748

着色检查，无可见裂纹。

完成20万转、30万转，

1410×19J-CHP.C5752.1720

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成20万转、30万转，

1510×19J-CHP.C5752.1720

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成20万转、30万转，

1610×19J-CHP.C5752.1720

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成20万转、30万转，

1710×19J-CHP.C5752.1720

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成180万转，

1810×19J-CHP.C5751.3120

着色检查，无可见裂纹。

1910×19J-CHP.C5751.3120完成180万转，

着色检查，无可见裂纹。

完成3212转，

2010×19J-CHP.C5756.0920

正面轮辐穿透性裂纹43mm。

完成8773转，

2110×19J-CHP.C5754.5620

安装面裂纹29mm。

完成6321转，

2210×19J-CHP.C5755.3120

安装面裂纹31mm。

完成6909转，

2310×19J-CHP.C5755.3220

轮辐正面、背面穿透性裂纹41mm。

完成6909转，

2410×19J-CHP.C5754.5620

轮辐正面、背面穿透性裂纹27mm。

完成71865转，

2510×19J-CHP.C5753.8020

背面轮辐裂纹24mm。

完成15049转，

2610×19J-CHP.C5755.1420

背面轮辐裂纹43mm。

完成1734转，

2711×19J-CH6305.5050

中心孔穿透性裂纹92mm。

完成6543转，

2811×19J-CH6304.1250

中心孔穿透性裂纹32mm。

完成30653转，

2911×19J-CH6303.4450

背面轮辐裂纹38mm。

对中信戴卡车轮的产品，按本标准规定的试验参数进行了抽样验证。

3、径向疲劳试验验证

表5径向疲劳技术验证

序号轮载/kg载荷/N加速系数S充气压力轮辋规格完成转数

完成100万转、250万转，

1525144702.81450kPa9×18J-CH

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成100万转、250万转，

2525144702.81450kPa9×18J-CH

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成100万转、250万转，

3525144702.81450kPa9×18J-CH

着色检查，未发现疲劳裂纹。

255004.95

145002.82

总计8274000转，

4525200003.88450kPa9×18J-CH

着色检查，未发现疲劳裂纹。

115002.23

85001.65

50000.97

255004.95

145002.82

200003.88

总计完成8274000转，

5525450kPa9×18J-CH

着色检查，未发现疲劳裂纹。

115002.23

85001.65

50000.97

完成100万转、250万转，

6590144702.50450kPa9×18J-CH

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成100万转、250万转，

7590144702.50450kPa9×18J-CH

着色检查，未发现疲劳裂纹。

完成100万转、250万转，

8575158502.81450kPa10×19J-CH