|
|
发表于 2008-3-11 14:32:46
|
显示全部楼层
来自： 中国浙江绍兴
影响弹簧疲劳强度的因素
; f0 C, K! u4 ?0 s4 I; E( C 1．屈服强度
7 h( p5 _; ~8 Y. t o3 `$ C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。
3 I- S; T6 e. e
9 y4 B& E6 Z" E. ?0 x5 {7 B! b5 q! ~! P- }
2．表面状态
T$ A9 ]0 G7 b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。 2 g2 x& y. y4 D: |& m
$ z8 l8 [3 \; p! W7 F% ^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。 : M( G$ p* [% \4 c, f; H2 ^5 F
& H: I* V9 y4 K5 N
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。
; F6 q4 K% |7 l- l9 B6 e9 d2 [- X' C: I8 W% c% u
3．尺寸效应9 z8 }) w0 J- \4 p! O
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。
6 }1 C' U- ~; D# q) B3 [: k% @! A- ^! t
" F2 Z) w0 B$ ~4．冶金缺陷) {# I% A7 W! ?. p4 T- G; j
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。
& e4 S( d6 g. X. X3 p3 x8 z8 N6 }
" X* l, \5 u( A( |5．腐蚀介质
, R6 o" B, C m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。 8 f6 q- ~7 _- ^' R: R8 I# N3 `
, O. x! t- S$ @( s3 k
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。
$ [, m) F/ R7 s9 S) o8 D! C! F% B: k8 Z" ~! V C
6．温度
, w( N6 m6 R) R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。
2 J# l3 h' g! ^) a, Q# s# a% g3 P% E7 d" U, ~. C
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
$ D7 {4 y4 k/ F& ~! x- m; |$ a# `0 q) z
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( G" v" X2 Y+ l: I- O
Kß KεKt ------------- Kб
% ?' N/ M" w- ?% J, D: @ M; ^% i/ P4 O
[ 本帖最后由 xinfeng123 于 2008-3-11 14:35 编辑 ] |
评分
-
查看全部评分
|
[复制链接]
发表于 2010-9-30 21:53:37