六大因(yīn)素影響(xiǎng)彈(dàn)簧疲勞(láo)強度
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發表時(shí)間:2018-03-26
1、屈服強度材料的屈服強度和疲勞極限之間有一定的關係,一般來說,材(cái)料的屈服強度越高,疲勞強(qiáng)度(dù)也越高,因此,為了提高彈簧的疲勞強度應(yīng)設(shè)法提高彈簧材料的屈服強度,或采用屈服強度和抗拉強度比值高的材料。對同一材(cái)料來說,細晶(jīng)粒組織比粗細晶粒組織具有更高的屈服強度。
2、表麵狀態最大應力多發生在彈簧材料的表層,所以彈(dàn)簧的表麵質量對疲勞強度的影響很大。彈簧材料在軋製、拉拔和卷製過程中造成(chéng)的裂紋(wén)、疵點和(hé)傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的(de)原因。
材料表麵粗糙度愈小,應力集中愈小(xiǎo),疲勞強度也愈高。材料表麵粗糙度對疲勞極限的影響。隨著表麵粗糙度(dù)的增加,疲勞極限下降。在同一粗糙(cāo)度的情況(kuàng)下,不同的鋼種及不同的卷製方法其疲勞極限降低程度也(yě)不同,如(rú)冷(lěng)卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小。因為(wéi)鋼製熱卷彈簧及(jí)其熱處理加熱時,由於氧化(huà)使彈簧材料表麵變粗糙和產生(shēng)脫碳(tàn)現象,這樣就(jiù)降低了(le)彈簧的疲勞強度。
對材料表麵(miàn)進行磨削、強壓、拋丸和滾壓(yā)等,都可以(yǐ)提高彈簧的疲勞強度。
3、尺寸效應材料的尺寸愈大,由於各種冷加工和熱加(jiā)工工藝所造成的(de)缺陷可能性愈高,產生表麵缺陷的(de)可能性也越大(dà),這些(xiē)原因都會導致疲勞性能下降。因(yīn)此在計算彈簧的疲勞強度時要考慮尺寸(cùn)效應的影響。
4、冶金缺(quē)陷冶金缺陷是指(zhǐ)材料中的非金屬夾雜(zá)物(wù)、氣(qì)泡、元素的偏析,等等。存在於表麵的夾雜(zá)物(wù)是應力集中源,會導致夾雜物與基體界(jiè)麵之間過早地產生疲勞裂紋。采用真空(kōng)冶煉、真空澆注等措施,可以大大提高鋼材(cái)的質量。
5、腐蝕介質(zhì)彈簧在腐蝕(shí)介質(zhì)中工作時,由於表麵產生點蝕或(huò)表麵晶界被腐蝕而成為疲勞源(yuán),在變應力作用下就會逐步擴展而(ér)導致(zhì)斷(duàn)裂。例如在淡水中工(gōng)作的彈簧鋼(gāng),疲勞(láo)極限僅(jǐn)為(wéi)空氣中的10%~25%。腐蝕對彈簧疲勞(láo)強(qiáng)度的影響,不僅與彈簧受變載荷的作用次(cì)數有(yǒu)關,而且與(yǔ)工作壽命有關。所以設計計(jì)算受腐蝕(shí)影響的彈簧時,應將工作壽命考慮進去(qù)。
在腐蝕條件下工作的彈簧,為了保證其疲勞強度,可采用抗腐蝕(shí)性能高的材料,如不鏽鋼、非鐵金屬,或者表麵加保護層,如鍍層、氧化、噴塑、塗漆等。實踐表明鍍鎘(gé)可以大大提高彈簧的疲勞極限。
6、溫度碳鋼的(de)疲勞強度,從室溫到120℃時下降,從(cóng)120℃到350℃又上升,溫度(dù)高於350℃以後又下降,在高溫時沒有疲勞極限。在高溫條件下工作的彈簧,要(yào)考慮采用耐(nài)熱鋼,在低於室溫的條件下,鋼的疲勞(láo)極限有所增加。