六大(dà)因素影響彈簧疲勞強度
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發表時間: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(gāo),疲勞強度也(yě)越高,因此,為了提高彈簧的疲勞強度應設法提高彈簧材料的屈服強度(dù),或采用屈(qū)服強度和抗拉強度比值高的(de)材料。對同(tóng)一材料來說,細晶粒組織比(bǐ)粗細晶粒組織具有更高的屈服強度。
2、表麵狀態最大應(yīng)力多(duō)發生在彈簧材(cái)料的表(biǎo)層,所以彈簧的(de)表麵質量對疲勞強度的影響很大。彈簧材料在軋製、拉(lā)拔和卷製過程中造成的裂紋、疵(cī)點和傷痕(hén)等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原(yuán)因。
材料表(biǎo)麵粗糙度愈小,應力集中愈小,疲勞強度也愈高。材料表麵粗糙度對疲勞極(jí)限的影響。隨著表麵粗糙度的增加,疲勞極限下降。在同一粗糙度的情況下,不同的鋼種及(jí)不同的卷(juàn)製方法其疲勞極限降低程度也(yě)不同,如冷卷彈簧降低程度(dù)就比熱卷彈(dàn)簧小。因為鋼製熱卷(juàn)彈簧及其熱處理加熱時,由於氧化使彈簧材料(liào)表麵變粗糙和(hé)產生脫碳(tàn)現象,這樣就(jiù)降(jiàng)低了彈簧的疲勞強度。
對材料表麵進行磨削、強壓、拋(pāo)丸和滾壓等,都可以提高彈簧(huáng)的疲(pí)勞強(qiáng)度。
3、尺寸效應材料的尺寸愈(yù)大,由於各種冷加工和熱加(jiā)工工藝所造成的缺陷可能(néng)性愈高,產生表麵缺陷的可能性也越大(dà),這(zhè)些(xiē)原因都會(huì)導致疲勞性能(néng)下降。因此在計算彈簧的疲勞(láo)強度時要考慮尺寸效應的影響。
4、冶(yě)金缺陷冶金缺陷是指材料中的非金屬夾雜物、氣泡、元素的偏析,等等。存在(zài)於表麵的夾雜物是應力集中源,會導(dǎo)致夾雜物與基體界麵之間過早地產生疲勞裂紋。采用真空冶煉、真空澆(jiāo)注等措施,可以大大提高鋼材的質量。
5、腐蝕介質彈簧在腐蝕介質中工作時,由於表麵產生點蝕或表麵晶界被腐蝕(shí)而成為疲勞源,在變應力作用(yòng)下就會逐步擴展(zhǎn)而導致斷裂。例如在(zài)淡(dàn)水中工作的彈簧鋼,疲勞極限僅為空氣(qì)中的(de)10%~25%。腐蝕對彈簧疲(pí)勞強度(dù)的影響,不僅(jǐn)與彈簧受變載荷的作用次數有關,而且與工作壽命有(yǒu)關(guān)。所以設計(jì)計算受腐蝕(shí)影響的彈簧(huáng)時,應將工作壽命考慮進去。
在(zài)腐蝕條件下工作的彈簧,為了保證其疲勞強度,可采用抗腐蝕性能高的(de)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。實踐表明鍍鎘可以大(dà)大(dà)提高彈簧的疲勞極限。
6、溫度碳鋼的疲勞強度(dù),從(cóng)室溫到120℃時(shí)下降,從120℃到350℃又上升,溫度高(gāo)於350℃以後又下降,在高溫時沒有疲勞極限。在高溫(wēn)條件下工作的彈簧,要考慮采(cǎi)用耐熱鋼,在低於室(shì)溫的條件下,鋼的疲勞(láo)極限有所增加。