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发表于 2008-3-11 14:32:46
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来自： 中国浙江绍兴
影响弹簧疲劳强度的因素
! I% `* t, O+ Y" C. H- W) L9 p 1．屈服强度
& |3 Y' D* w( t1 V" T材料的屈服强度和疲劳极限之间有一定的关系，一般来说，材料的屈服强度越高，疲劳强度也越高，因此，为了提高弹簧的疲劳强度应设法提高弹簧材料的屈服强度，或采用屈服强度和抗拉强度比值高的材料。对同一材料来说，细晶粒组织比粗细晶粒组织具有更高的屈服强度。 " J. ?0 j2 q2 n4 r( O
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2．表面状态
8 K2 [& |1 v) I/ @' V# d最大应力多发生在弹簧材料的表层，所以弹簧的表面质量对疲劳强度的影响很大。弹簧材料在轧制、拉拔和卷制过程中造成的裂纹、疵点和伤痕等缺陷往往是造成弹簧疲劳断裂的原因。 * f+ V Y y8 X
2 ?; i4 f/ y+ Z- h材料表面粗糙度愈小，应力集中愈小，疲劳强度也愈高。材料表面粗糙度对疲劳极限的影响。随着表面粗糙度的增加，疲劳极限下降。在同一粗糙度的情况下，不同的钢种及不同的卷制方法其疲劳极限降低程度也不同，如冷卷弹簧降低程度就比热卷弹簧小。因为钢制热卷弹簧及其热处理加热时，由于氧化使弹簧材料表面变粗糙和产生脱碳现象，这样就降低了弹簧的疲劳强度。 0 I( R- j- a2 q% u d
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对材料表面进行磨削、强压、抛丸和滚压等。都可以提高弹簧的疲劳强度。 7 a, O; n! @/ X, C
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3．尺寸效应
2 z8 D8 X& d: ^' j材料的尺寸愈大，由于各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高，产生表面缺陷的可能性也越大，这些原因都会导致疲劳性能下降。因此在计算弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。 + M5 ^8 k( l' o# [% O5 d: Y
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4．冶金缺陷& r$ E2 V( B0 V' M- ?5 e3 F3 A
冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析，等等。存在于表面的夹杂物是应力集中源，会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹。采用真空冶炼、真空浇注等措施，可以大大提高钢材的质量。
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& Q/ D1 D5 v, M R) b5．腐蚀介质
$ @/ L" l& |8 q6 a3 @" k0 e弹簧在腐蚀介质中工作时，由于表面产生点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源，在变应力作用下就会逐步扩展而导致断裂。例如在淡水中工作的弹簧钢，疲劳极限仅为空气中的10%~25%。腐蚀对弹簧疲劳强度的影响，不仅与弹簧受变载荷的作用次数有关，而且与工作寿命有关。所以设计计算受腐蚀影响的弹簧时，应将工作寿命考虑进去。 ( G+ }3 f( E& d' }; i. l
) [8 h5 L. r2 g+ h! F在腐蚀条件下工作的弹簧，为了保证其疲劳强度，可采用抗腐蚀性能高的材料，如不锈钢、非铁金属，或者表面加保护层，如镀层、氧化、喷塑、涂漆等。实践表明镀镉可以大大提高弹簧的疲劳极限。 & }$ e5 w) {* w
# [/ k; G$ T5 E5 O2 ~4 o* O6．温度
) j$ B6 v1 G' k2 B碳钢的疲劳强度，从室温到120℃时下降，从120℃到350℃又上升，温度高于350℃以后又下降，在高温时没有疲劳极限。在高温条件下工作的弹簧，要考虑采用耐热钢。在低于室温的条件下，钢的疲劳极限有所增加。 l5 e4 B+ b) P8 n/ y8 k
. I5 x& W U _8 I/ u3 _" S; K2 i有关以上这些影响疲劳强度因素的具体数值，参看有关资料
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0 v, k% F! u/ Y1 g5 x5 H一般材料表中所给出的σ-1和τ-1值是指材料表面光滑和在空气介质中所得的数据。如果所设计的弹簧的工作条件与上述条件不符、则应对σ-1和τ-1进行修正，一般考虑的影响因素有应力集中、表面状况、尺寸大小、温度等，分别采用应力集中系数Kσ（Kτ）、表面状态系数Kß、尺寸系数Kε、温度系数Kt等来表示，则实际的疲劳极限为0 j) c& y, T) \" ] ^
Kß KεKt ------------- Kб
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* b0 U0 I- {( L# g[ 本帖最后由 xinfeng123 于 2008-3-11 14:35 编辑 ] |
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发表于 2010-9-30 21:53:37