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影响波形弹簧疲劳强度的因素有哪些

发布时间:2022.06.16 浏览次数: 
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    波形弹簧的使用寿命与其自身的疲劳强度有关,而波形弹簧的疲劳强度与很多因素息息相关。因而,为确保波形弹簧能够长期有效的正常工作,就要从影响波形弹簧疲劳强度的各个因素着手。那么影响波形弹簧疲劳强度的因素有哪些呢?
    1、屈服强度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,为了提高波形弹簧的疲劳强度应设法提高波形弹簧材料的屈服强度,南通卓越精密件有限公司加工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。
    2、表面状态大应力多发生在波形弹簧材料的表层,所以波形弹簧的表面质量对疲劳强度的影响很大。波形弹簧材料在轧制、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波形弹簧疲劳断裂的原因。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,如冷卷波形弹簧降低程度就比热卷波形弹簧小。因为钢制热卷波形弹簧及其热处理加热时,由于氧化使波形弹簧材料表面变粗糙和产生脱碳现象,这样就降低了波形弹簧的疲劳强度。对材料表面进行磨削、强压、抛丸和滚压等,都可以提高波形弹簧的疲劳强度。
    3、尺寸效应材料的尺寸愈大,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。因此在计算波形弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。
    4、冶金缺陷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。
    5、腐蚀介质波形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波形弹簧钢,疲劳极限仅为空气中的10%~25%。腐蚀对波形弹簧疲劳强度的影响,不仅与波形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波形弹簧时,应将工作寿命考虑进去。
    在腐蚀条件下工作的波形弹簧,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波形弹簧的疲劳极限。
    6、温度碳钢的疲劳强度,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波形弹簧,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。

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