基于恒寿命疲劳结合S-N曲线的弹簧疲劳寿命分析.pdf

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1、·机械研究与应用·2012年第6期(总第122期)应用与试验基于恒寿命疲劳结合一Ⅳ曲线的弹簧疲劳寿命分析张明建(漳州职业技术学院，福建漳州363000)摘要：常规的弹簧疲劳寿命分析，是以弹簧材质的s一Ⅳ疲劳曲线为依据，根据预期弹簧寿命，反复选择弹簧基本参数，验算达到疲劳强度安全系数≥疲劳许用安全系数，计算工作量大。介绍一种基于恒寿命疲劳结合s一Ⅳ曲线的简单方法分析弹簧的疲劳寿命，为提高弹簧质量给出一些参考。关键词：恒寿命疲劳；S—N曲线；变应力；应力比中图分类号：TH123．4文献标识码：B文章编号：1007—4414(2

2、012)06—0107—02TheanalysisofspringSfatiguelifebasedoneternalfatiguelifecombinedwith一ⅣcurveZhangMing-jian(Zhangzhouinstituteoftechnology，ZhangzhouFujian363000，China)Abstract：ThetraditionalanalysisofspringtSfatiguelifeisbasedonthes—Nfatiguecurveofspringmateria1．Inthi

3、sway．thebasicparameterofthespringbasedonthelifeexpectancyofthespringischoosedcomplicatedlyandafterchecking，thesafetycoefficientofthefatiguestrengththatisgreaterthanorequaltotheallowablesafetycoeficient．Willbeobtained，SO，suchmethodiscomplicatedincalculation．Asimple

4、methodfortheanalysisofspringSfatiguelifeisintroducedinthearticlebasedoneternalfatiguelifeconnectingwithS-Ncurve．Thereferencesareprovidedforimprovingthespringsquality．Keywords：eternalfatiguelife；S一Ⅳcurve；alternatingstress；stressratio1引言别是高速公路收费站，闸杆每升降一次动作循环要求常规的弹簧疲

5、劳寿命分析，是以弹簧材质的Js在1min以内，寿命更要求达到2千万次以上，弹簧(应力)一Ⅳ(寿命)疲劳曲线为依据，如图1所示。对(拉簧)的疲劳寿命是决定道闸寿命的关键。道闸的于稳定的变应力(弹簧受稳定的最大工作载荷和最基本结构如图2所示，拉簧在点处时，闸杆处于水小工作载荷影响)，根据预期的弹簧寿命，由弹簧基平状态，拉簧在点处时，闸杆处于垂直状态。拉簧本参数，计算最大工作载荷所产生的最大应力和最小是用来平衡闸杆，起到平衡和助力的作用，为适应不工作载荷所产生的最小应力来验算疲劳强度安全系同道口的出人口宽度，1台道闸一般要求可装

6、3～6m数≥疲劳许用安全系数。对于不稳定变应力，则需用的闸杆。假设闸杆重量为G，闸杆长度为，则闸杆曼内尔(Miner)法则一疲劳损伤累积假说来估算弹簧在水平状态时回转力矩最大，为M=GL／2，此时拉簧的疲劳破坏寿命。工程实际弹簧承受稳定的变应力的形变最大，工作载荷也最大，为⋯G×较多。笔者通过繁复的道闸弹簧疲劳寿命分析，介绍(2cos45。x1)(因实际拉簧基本处于垂直状态)。闸杆一种基于恒寿命疲劳结合．s一Ⅳ曲线图解的简单弹簧在垂直状态时回转力矩为零，但为保证闸杆基本不抖疲劳寿命分析方法。动，拉簧也必须有一定的工作载荷拉

7、住闸杆。因拉簧一般为闭圈，如用不需再淬火回火的弹簧钢丝卷制拉簧，拉伸力未超过初拉力之前，弹簧不发生形变，为保证道闸拉簧的疲劳寿命，拉簧卷制后一般都有再淬火回火，这样的拉簧就没有初拉力。为便于分析计算确定拉簧的疲劳寿命，闸杆在垂直状态时，拉簧的形变最小，工作载荷也最小，取Fj(实际道图1S-N曲线闸拉簧一般采用螺杆调整拉力结构，Fi可调)。由于一般道闸弹簧疲劳寿命至少要求几十万次2常规道闸弹簧疲劳寿命分析以上，属于I类载荷类型，最大工作载荷F一最小工道闸又称挡车器，广泛应用于厂矿、小区、停车场作载荷Fi和工作行程．厂已知(．

8、厂2sin45。xl+预估的入口和高速公路收费站，寿命要求十几万次以上，特i形变)，根据弹簧手册或机械设计手册，可算出道收稿日期：2012—11—13作者简介：张明建(1968一)，男，福建龙海人，副教授，高级工程师，主要从事机械设计制造及其自动化方面的研究工作。·107·应用与试验2012年第6期(总