检查压缩弹簧的疲劳载荷

对于承受动态载荷的弹簧(即,承受循环载荷变化并且要求的寿命大于 10 5 个工作行程的弹簧),根据 τ 8 u s τ A 公式进行的常规静态应力检查是不够的。必须对此类弹簧进行弹簧材料的疲劳载荷校核。

如果要使此类弹簧满足预期动态载荷,则除了上述的静态检查外,τ 8 τ e /k f 公式中的条件还必须为真。可以根据特定的钢丝直径、材料、寿命要求和弹簧载荷在相应的“史密斯疲劳曲线”中获得 te 疲劳极限。

其中:

F 1

最小工作扭矩 [N, lb]

F 8

最大工作扭矩 [N, lb]

k f

疲劳极限时的安全系数 [-]

N

弹簧大量变形量时的寿命 [-]

σ ult

弹簧材料的极限拉伸应力 [MPa, psi]

τ 1

预承载时弹簧材料的扭应力 [MPa, psi]

τ 8

完全承载时弹簧材料的扭应力 [MPa, psi]

τ e

承受疲劳载荷弹簧的剪切疲劳极限 [MPa, psi]

τ e0

零平均应力剪切时的基本疲劳极限 [MPa, psi]

τ A

弹簧材料许用扭应力 [MPa, psi]

零平均应力时的材料基本疲劳极限 τ e0 的数据显示在试验数据图(参见下图)中。这些数据的有效性由特定材料、表面光洁度和弹簧寿命确定。

其中:

 

曲线 0

用于符合所需寿命的钢弹簧的基本疲劳极限 te0 的理论计算曲线

 

曲线 1

用于喷丸强化处理的基本疲劳极限的最大建议值

 

曲线 8

用于未喷丸强化处理的基本疲劳极限的最大建议值