1. Существует определенная связь между пределом текучести и пределом усталости материала предела текучести. В целом, чем выше предел текучести материала, тем выше усталостная прочность. Поэтому, чтобы улучшить усталостную прочность пружины, необходимо улучшить предел текучести материала пружины. Или используйте материал с высоким пределом текучести и прочности на растяжение. Для того же материала мелкозернистая структура имеет более высокий предел текучести, чем крупнозернистая структура.
2. Состояние поверхности Максимальное напряжение возникает в поверхностном слое пружинного материала, поэтому качество поверхности пружины оказывает большое влияние на усталостную прочность. Дефекты, такие как трещины, дефекты и дефекты, вызванные пружинным материалом во время прокатки, волочения и прокатки, часто являются причиной перелома усталостной пружины.
Чем меньше шероховатость поверхности материала, тем меньше концентрация напряжений и тем выше усталостная прочность. Влияние шероховатости поверхности материала на предел усталости. По мере увеличения шероховатости поверхности предел усталости уменьшается. В случае такой же шероховатости различные марки стали и различные способы намотки имеют разную степень снижения усталостных пределов. Например, степень уменьшения холодной пружины меньше, чем у пружины горячей катушки. Поскольку стальная цилиндрическая пружина и ее термообработка нагреваются, поверхность пружинного материала шероховата из-за окисления и обезуглероживания, что уменьшает усталостную прочность пружины.
Поверхность материала измельчается, прессуется, подвергается дроблению и прокатке. Все могут увеличить усталостную прочность пружины.
сжатая пружина
3. Эффект размера. Чем больше размер материала, тем выше вероятность возникновения дефектов из-за различных холодных и горячих рабочих процессов и тем больше потенциал поверхностных дефектов, что может привести к снижению усталостных характеристик. Поэтому при расчете усталостной прочности пружины следует учитывать эффект размерного эффекта.
4. Металлургические дефекты Металлургические дефекты относятся к сегрегации неметаллических включений, пузырьков и элементов в материале и т. Д. Присутствиями на поверхности являются источники концентрации напряжений, которые могут вызывать преждевременные усталостные трещины между включениями и интерфейсом подложки. Вакуумная выплавка, вакуумное литье и другие меры могут значительно улучшить качество стали.
5. Коррозионная среда. Когда пружина работает в коррозионной среде, она станет источником усталости из-за коррозии поверхности питтинга или поверхностной зернистости поверхности и постепенно будет расширяться под действием напряжения и вызвать перелом. Например, весной сталь, работающая в пресной воде, предел усталости составляет всего от 10% до 25% в воздухе. Влияние коррозии на усталостную прочность пружины связано не только с тем, сколько раз весна подвергается переменным нагрузкам, но также связана с сроком службы. Поэтому при проектировании и вычислении пружины, подверженной коррозии, следует учитывать срок службы.
Для пружин, работающих в коррозионных условиях, для обеспечения их усталостной прочности могут использоваться материалы с высокой коррозионной стойкостью, такие как нержавеющая сталь, цветные металлы или поверхности с защитными слоями, такими как покрытие, окисление, распыление и краска , Практика показывает, что кадмиевое покрытие может значительно увеличить предел усталости пружины.
6. Температура Усталостная прочность углеродистой стали уменьшается от комнатной температуры до 120 ° C и поднимается от 120 ° C до 350 ° C. После того, как температура выше 350 ° C, она снова уменьшается, и при высоких температурах нет предела усталости. Для пружин, работающих при высоких температурах, следует учитывать жаропрочные стали. При комнатной температуре увеличивается предел усталости стали.
Для получения подробной информации об этих факторах, влияющих на усталостную прочность, обратитесь к соответствующей информации.
Значения σ-1 и τ-1, приведенные в общей таблице материалов, относятся к данным, полученным на гладкой поверхности материала и в воздушной среде. Если условия работы сконструированной пружины не согласуются с вышеуказанными условиями, то следует исправить б-1 и τ-1. Обычно рассматриваемыми влияющими факторами являются концентрация напряжений, поверхностные условия, размер, температура и т. Д., А также коэффициент концентрации напряжений K (((Kτ), коэффициент поверхностного состояния K & szlig, размерный коэффициент Kε, температурный коэффициент Kt и т. Д. и фактический предел усталости
Б'-1 = (K & szlig; KεKt / Kb) б'-1