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卡簧疲勞試驗

來源: 發布日期: 2010-08-14 11:19:43 點擊次數: 1772

        卡簧材料的試驗,由于原材料表面狀態、拉拔程度、外形尺寸等與一般鋼材不同,不易做成中間細的試棒進行疲勞試驗。如果將彈簧材料。
        卡簧疲勞試驗的目的大致分三大類:一類是對產品或設計的零件進行試驗,這類試驗主要是對產品或設計的零件進行疲勞壽命驗證和可靠性評定。有關彈簧的這類試驗的規范見第5章和GB/T7684—96。一類是確定彈簧材料的疲勞極限或S—N曲線所進行的試驗,這類試驗的目的主要是為設計提供數據;一類是確定外部因素對疲勞強度或壽命的影響,這類多為對比試驗,主要為提高產品質量和設計提供數據和依據。下面將分別敘述后兩類彈簧疲勞試驗的有關各項。

1.試樣  在制作試樣時,要注意消除一些影響疲勞強度的不正常因素。影響彈簧疲勞強度試驗的因素有兩類:一類是內部因素,如化學成分、金相結構等;另一類是外部因素,如表面狀態、形狀尺寸、溫度和周圍介質等。通常把材料固有的疲勞強度作基本,而以外部因素作修正來考慮。所以在進行試驗時,試件應盡量消除外部因素的影響。在進行第一類試驗時,試樣可按使用條件制作,也可在產品中直接抽取。在進行第二、三類試驗時,試樣應按特定的要求制做。
    a.試樣尺寸  彈簧尺寸總有不同程度的差別,因而即使是相同的變形量,它們之間的應力和疲勞強度也不完全相同。為了正確反應試樣的疲勞強度,應在盡量減小尺寸誤差的基礎上,提高尺寸的測量精度。
    1)試樣尺寸的測定應具有0.5%以上的精度。材料尺寸在2mm以下時,應具有0.01mm的精度。試樣尺寸的0.5%如果比0.01mm小時,用0.01mm的精度。
    2)測定圓形截面尺寸時,應測定同一截面內互相垂直的兩個直徑,取其平均值做為直徑的尺寸。
    3)根據彈簧切應力計算公式:
可以看出,為了反應最大的切應力,應測出彈簧D/d 的最大值。
b.試樣的形狀
    1)為了保證彈簧受力后不產生偏心載荷,應嚴格檢查彈簧兩端圈的平行度和整個彈簧的垂直度。
    2)為了保證彈簧在加載后各圈變形均勻,彈簧節距應均勻,彈簧圈不應出現過大的橢圓度。
    3)為了便于比較試驗結果,同一批彈簧的端圈數和結構應盡可能一致。
    c.加工和熱處理  不同的加工和熱處理狀態對疲勞強度的影響不同,所以同一批試樣,應同時加工,同時熱處理。
    1)同一批試驗試樣,盡可能用自動卷簧機一次加工出來,盡量減少手工工序。
    2)采用立定或強壓處理來調整彈簧自由高度時,有時會因加載過大而造成疲勞強度下降,所以彈簧試樣不應以立定或強壓處理來調整自由高度。
3)同一批彈簧試件,應是用同一盤鋼絲制成的,表面狀態應一致。不應有銹蝕、刻痕、劃傷之類引起應力集中的缺陷。
4)熱處理工藝對疲勞強度也有很大影響,完全淬火后與非完全淬火后,低溫回火的硬度即使完全相同,疲勞強度也有顯著差別。晶粒過大、表面脫碳都會使疲勞強度下降,因此,同一批試件應在同一爐中進行熱處理。

2.試樣的安裝:
1)為了避免彈簧受力偏心,安裝時應放在彈簧支座上,以保證彈簧兩端平整接觸。
2)要將試樣調整到有同樣的安裝變形和同樣的最大變形。

3.加載:
1)在確定S—N曲線時,加載應力可從最大疲勞極限開始遞減,間隔可按1.02~1.5的比值。
2)在試驗過程中,為了盡可能保證載荷穩定,應該進行測試和調整,但時間要短。不能有任何過載現象。
3)應力如以MPa作單位,有效數字取到小數后1位。

4.疲勞壽命:
1)在確定彈簧的疲勞壽命時,試驗過程中,可取循環作用次數N為1×l05、2×l05、5×l05、1×l06、2×l06、5×l06、1×l07、2×l07,作為參考疲勞壽命。
2)除非是特定的條件,一般當作用次數達到1 ×l0 次時不破壞,就停止試驗。
3)一般把試驗彈簧破壞時的作用次數,取做疲勞壽命。但在有些場合,把試樣發生裂紋時的作用次數取為疲勞壽命。
4)作用次數的記載一般以l0n為單位表示,有效數字取3位或更多一些,例如2.75×l06。

5.試驗機的運轉:
1)試驗機的起動要平穩,不能有沖擊。
2)除共振型疲勞試驗機外,在達到運轉速度或停止運轉的過程中,有時要通過共振點,為了防止共振所產生的過大應力,要裝設防止共振的裝置。
3)同一批試樣,應在同一運轉速度下進行試驗。
4)試驗開始到終了應連續運轉,中途由于故障或其他原因必須停止運轉時,應在記錄中詳細記載。

6.試驗報告和記錄:
1)在實驗報告中,應附下列詳細記錄:材料制造廠、材料種類、化學成分、力學性能(抗拉強度、抗扭強度、屈服強度、彈性極限、伸長率,扭轉次數、硬度、沖擊韌度等);彈簧的形狀尺寸、力旺滌件、熱處理條件、彈簧試樣工作圖;試驗機的名稱、形式、容量、運轉速度;試驗溫度、試驗日期、試驗場所、試驗者

文章出自:http://www.gionien.com/newsd-nid-11.html
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