压缩弹簧疲劳特征.docx

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1、压缩弹簧疲劳特征1 .压缩弹簧疲劳失效的特征压缩弹簧失效的一种关键因素便是疲劳损坏。据许多相关部门的统计分析，在失效的压缩弹簧中约有有80%左右归属于疲劳损坏，并且这类压缩弹簧在疲劳损坏前并不存在许多显著的弯曲特性，它有较强的潜在性，因而疲劳损坏经常性会导致许多灾难性的不良影响，导致了极大的重大损失和市场经济伤害。因而，在生产制造加工过程中，针对压缩弹簧这类承担交替变化负载的零部件必须要选用疲劳极限比较好的材质来生产制造。压缩弹簧疲劳失效的特性下述：(1)负载的交变性：疲劳失效的压缩弹簧，交替变化应力与交替变化应变力必须都有在其材质内部结构产生。(2)失效全过程的渐变性：累积受损的全过程是疲劳

2、损坏的一种特性，疲劳的成长全过程要历经从疲劳裂痕的形成到裂痕扩大，以至到最终的断裂是疲劳受损渐渐累积的全过程。实践经验，裂痕萌生、裂痕扩大和瞬间断裂这三个环节是所有疲劳失效必须历经的不可或缺环节，压缩弹簧疲劳失效毫无例外，也会产生这三个环节。(3)断裂的突然性和断口的脆性：从压缩弹簧材质的断口上看，其宏观上的疲劳损坏一般都体现为无显著塑性变形的突然断裂，并且其断口为脆性断口，断口通常都有呈450方向，因而疲劳失效潜在性非常大的危险因素。(4)缺口的敏感度：因为遭受材质自身具有的缺点或是是几何的样式的突然变化的反应，当压缩弹簧在交替变化负载效用下运行时，其内部结构形成的应力或应变力最高值会产生局

3、部性扩大的状况，这种情况大家称作缺口敏感度。压缩弹簧疲劳失效通常是在局部性高应力位置产生的，因而在设计或生产加工中应当采取有效对策使局部性高应力减少或减低。(5)疲劳断口的独特性：裂痕源、裂痕扩大区以及瞬时断裂区这类显著的裂痕特性从疲劳断口是可以看到的，而其他断口无这类显著特性。2 .弹簧疲劳的断裂过程弹簧疲劳破坏的过程还是比较复杂的，但是按照其发展的过程大致可以分以下几个阶段的弹簧疲劳的断裂过程。1 .裂纹成核阶段2 .微观裂纹扩展阶段3 .宏观裂纹扩展阶段4 .瞬时断裂阶段5 .弹簧疲劳问题有哪些特点弹簧疲劳具有以下特征。1弹簧材料只会在交变循环(扰动)应力或循环应变的作用下疲劳和损坏。随

4、时间变化的应力就是扰动应力。一般来说，它也可以称为扰动载荷，载荷可以是力、应力、应变、位移等。这里，负载随时间的变化可以是规则的，也可以是不规则的。2 .高应力或高应变是弹簧疲劳失效的根源。3 .只有在施加足够的干扰载荷后，才能形成裂纹或完全断裂，并形成疲劳损伤。4 .弹簧疲劳损伤是一个累积损伤发展过程。一般认为，损伤累积的过程一般是微裂纹的形成和扩散，宏观裂纹的形成和扩展，最后是弹簧材料的断裂和破坏。当弹簧第一次使用时，由于令人不安的应力，它进入了疲劳的“发展过程”。这一发展过程造成的累积损伤是裂纹的开始和扩展，疲劳过程结束的标志是最终断裂。干扰负载起作用的次数或开发过程所需的时间称为“生命

5、”。它不仅与载荷水平有关，还与载荷施加的次数或时间以及材料抵抗疲劳损伤的能力有关。4 .弹簧疲劳破坏是什么由于大多数弹簧在复合状态下运动，所以大多数实际工程部件都是在载荷或应力随时间交替变化的作用下工作的。弹簧材料中产生的交变应力和交变应变是由载荷随时间的变化引起的。当应力或应变循环达到足够的次数时，一定积累后的损伤会使弹簧或结构材料开裂，并会使裂纹扩大，形成一小块脱落或断裂，这一过程称为疲劳破坏。5 .弹簧应力松弛是什么弹簧应力松弛是指弹簧刚度系数或弹簧自然长度在循环载荷下随时间减小的现象。随着温度的升高，应力松弛程度更加明显，应力松弛程度是应力、温度和材料特性的函数。应力松弛是以弹性应变能为驱动力的位错运动和原子扩散的热激活过程。应力松弛是材料内部结构和性能稳定的结果。在恒温条件下，应力松弛水平随着初始载荷的增加而增加。初始载荷不变，随着温度的升高，应力松弛程度更加明显。