弹簧振动失效断口分析.pdf

《弹簧振动失效断口分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械设计与制造第3期260MachineryDesign&Manufacture2013年3月弹簧振动失效断口分析于汇泳，周慧琳，胡俊华(1．河南机电高等专科学校材料T程系，河南新乡453002；2．郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450000)摘要：针对某一具体案例对弹簧进行了振动失效断口分析。试验结果表明，弹簧在振动和阀板往复摆动的交变应力作用下，在弹簧双联腿部位产生了疲劳失效；弹簧折弯处由于半径过小，在折弯内表面处产生了初始裂纹，该区是弹簧结构的薄弱区域，疲劳失效往往易起源于该区域；疲劳最终断裂区显示，最后断裂为所受扭转力矩造

2、成；可通过增大双联腿折弯半径，克服折弯缺陷，并在弹簧服役过程中控制轴向串动，防止双联腿部位出现扭转力矩，从而避免该处产生失效。关键词：振动失效；疲劳失效；弹簧折弯处中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)03—0260—02TheFractureAnalysisofSpringVibrationFailureYUHui—yong，ZHOUHui—lin，HUJun-hua。(1．DepartmentofMaterialsEngineering，He’nanMechanicalandElectricalE

3、ngineeringCollege，He’nanXinxiang453002，China；2．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，ZhengzhouUniversity，He’nanZhengzhou450000，China)Abstract：VibrationfiulurefractureandysisWaScarriedoutforaspecccaseofthespring，andthetestresaltsshowedthatthespringdouble—leg—bitproduced

4、fatiguefailureunderalternating．stressofvibrationandthebackandforthswing0／valveplate；thebendinginnerSuFfacegeneratedtheinitialcrackbecausespringbendradiuswastoosmall，andthisareawasaweakaFeao，‘thespringstructure，andfatiguefailurewasfrequentlyeasilyorig~natedinthisregion；di

5、scontinuedistrictfractureshowedthatthefinalfractureWascausedbythereversetorque．Measuressuchasincreasingthedouble—legbendradius，overcomingthebendingdefectsandcontrollingtheaxialstringactioninthespringduringservicecanbeemployedtopreventthelegs0／double-bittorques，andthusavo

6、idingthepremisestoproducefailure．KeyWords：VibrationFailure；FatigueFailure；TheSpringBending表1弹簧化学成分1引言Tab。1TheSpringChemicalComposition弹簧广泛应用于仪器仪表，石油化工，机电设备，交通能源等。工作过程中，弹簧起到缓冲平衡，自动控制，储存能量，安全0．05—0．152．002．000．0450．01516．00—19．0O0．8O6．00—9．5ON：0．1l保险等作用ll_2]。但是，弹簧的疲劳破坏等失效形

7、式，在各种机械及3试验结果及分析仪表的使用过程中经常发生，有时会造成严重事故，甚至危及到3．1宏观断口人们的生命安全I。因此，分析弹簧的失效并从中找出解决措施十条件输入：断口位于扭转弹簧大直径与小直径连接的弯折分重要。针对某一具体案例对弹簧进行了振动失效断口分析，如处，且振动过程中阀板摆动，弹簧往复扭转。1所爪。试验现象：宏观断面上部垂直于弹簧轴向，上部断面有撕裂棱，下部断面总体与轴向呈约45。角，且有宏观台阶。右下部有二2试验材料及试验方法次裂纹、贝壳纹，如图2所示。弹簧材料：1．431o(x10CrNi18-8；XI2CrNiI7-

8、7)，交货状态：冷结果分析：振动、带载过程中弹簧受循环载荷的作用，断口批，j单鬟a丑矢巨：570N·mm；尺寸：直径(12)mm；折弯半径0．9mm。弹附近无宏观塑形变形区域，贝壳纹表明断口为疲劳断裂。蛰化