Для пружин с динамической нагрузкой (т. е. пружин с циклическими изменениями нагрузки и требуемым сроком службы свыше 10 5 рабочих циклов) общей проверки статического напряжения по формуле τ 8 ≤ u s τ A недостаточно. Для такой пружины необходимо рассчитать усталостную нагрузку материала пружины.
Чтобы такую пружину с ожидаемой динамической нагрузкой сочли удовлетворительной, следует выполнить проверку условия в формуле τ 8 ≤τ e /k f , помимо упомянутой статической проверки. Предел выносливости te можно найти в соответствующей графе усталости Smith в зависимости от определенного диаметра проволоки, материала, требований к сроку службы и нагрузки пружины.
Где:
|
F 1 |
минимальная рабочая сила [Н, фунт] |
|
F 8 |
максимальная рабочая сила [Н, фунт] |
|
k f |
запас прочности при пределе усталости [-] |
|
N |
время работы пружины в тысячах сжатий [-] |
|
σ ult |
предел прочности при растяжении материала пружины [МПа, фунт/кв. дюйм] |
|
τ 1 |
напряжение при кручении материала пружины в состоянии предварительной нагрузки [МПа, фунт/кв. дюйм] |
|
τ 8 |
напряжение при кручении материала пружины в состоянии полной нагрузки [МПа, фунт/кв. дюйм] |
|
τ e |
предел выносливости в сдвиге пружины с усталостной нагрузкой [МПа, фунт/кв. дюйм] |
|
τ e0 |
Основной предел выносливости в сдвиге для нулевого среднего напряжения [МПа, фунт/кв. дюйм] |
|
τ A |
допустимое напряжение при кручении материала пружины [МПа, фунт/кв. дюйм] |
Данные по основному пределу выносливости материалов для нулевого среднего напряженияτ e0 показаны на диаграмме экспериментальных данных (см. следующий рисунок). Эти данные зависят от конкретного материала, отделки поверхности и срока службы пружины.
Где:
|
кривая 0 |
гипотетическая рассчитанная кривая основного предела выносливости te0 для стальных пружин с учетом требования к сроку службы |
|
|
кривая 1 |
максимальные рекомендуемые значения основного предела выносливости для пружин с дробеструйной обработкой |
|
|
кривая 8 |
максимальные рекомендуемые значения основного предела выносливости для пружин без дробеструйной обработки |