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六大因素影響彈簧疲勞強度


   1.屈服強度材料的屈服強度和疲勞極限之間有一定的關系,一般來說,材料的屈服強度越高,疲勞強度也越高,因此,爲了提高彈簧的疲勞強度應設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。對同一材料來說,細晶粒組織比粗細晶粒組織具有更高的屈服強度。

   2.尺寸效應材料的尺寸愈大,由于各種冷加工和熱加工工藝所造成的缺陷可能性愈高,産生表面缺陷的可能性也越大,這些原因都會導致疲勞性能下降。因此在計算彈簧的疲勞強度時要考慮尺寸效應的影響。

   3.表面狀態最大應力多發生在彈簧材料的表層,所以彈簧的表面質量對疲勞強度的影響很大。彈簧材料在軋制、拉拔和卷制過程中造成的裂紋、疵點和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因。

   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。

   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。

   4.冶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。存在于表面的夾雜物是應力集中源,會導致夾雜物與基體界面之間過早地産生疲勞裂紋。采用真空冶煉、真空澆注等措施,可以大大提高鋼材的質量。

   5.溫度碳鋼的疲勞強度,從室溫到120℃時下降,從120℃到350℃又上升,溫度高于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,要考慮采用耐熱鋼。在低于室溫的條件下,鋼的疲勞極限有所增加。

   6.腐蝕介質彈簧在腐蝕介質中工作時,由于表面産生點蝕或表面晶界被腐蝕而成爲疲勞源,在變應力作用下就會逐步擴展而導致斷裂。例如在淡水中工作的彈簧鋼,疲勞極限僅爲空氣中的10%~25%。腐蝕對彈簧疲勞強度的影響,不僅與彈簧受變載荷的作用次數有關,而且與工作壽命有關。所以設計計算受腐蝕影響的彈簧時,應將工作壽命考慮進去。

   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。

                                                                                                                           

                                                                                                                              

                                                                                                                              
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