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压缩弹簧寿命测试方法


  一。样品选择
 
  制样时应注意消除影响疲劳强度的一些异常因素。影响弹簧疲劳强度试验的因素有两类:一类是内部因素,如化学成分、金相组织等;另一类是外部因素,如表面状态、形状尺寸、温度、周围介质等。一般以材料的固有疲劳强度(内部因素)为基础,考虑外部因素进行修正。因此,在试验过程中,试件应尽量消除外界因素的影响。进行第一类试验时,可根据使用条件制样,也可直接从产品中取样。第二类和第三类试验应按具体要求取样。
 
  a.试样尺寸弹簧尺寸总是不同程度的,所以即使在相同的变形量下,它们之间的应力和疲劳强度也不完全相同。为了准确反映试样的疲劳强度,应在减小尺寸误差的基础上提高尺寸的测量精度。
 
  1)试样尺寸的测量精度应大于0.5%。当材料尺寸小于2毫米时,其精度应为0.01毫米。如果样品尺寸的0.5%小于0.01mm,则精度为0.01mm。
 
  2)测量圆形截面尺寸(如外径D2、弹簧丝直径d)时,应测量同一截面上相互垂直的两个直径,并以平均值作为直径的大小。
 
  3)根据弹簧剪应力计算公式:
 
  可以看出,为了反映最大剪应力,应测量弹簧D/D的最大值。
 
  b.样品形状
 
  1)为保证弹簧受力后不产生偏心载荷,应严格检查弹簧两端的平行度和整个弹簧的垂直度。
 
  2)为保证弹簧加载后变形均匀,弹簧节距应均匀,弹簧不应有过大的椭圆度。
 
  3)为便于试验结果的比较,同批弹簧的端圈数和结构应尽可能一致。
 
  c、加工和热处理不同的加工和热处理状态对疲劳强度的影响不同,因此同一批试样应同时加工和热处理。
 
  1)同一批试样应尽量用自动卷簧机加工,尽量减少手工操作。
 
  2)当弹簧自由高度通过静置或强压力处理进行调整时,由于载荷过大,疲劳强度可能降低,因此弹簧试样不应通过静置或强压力处理进行调整。
 
  3)同一批弹簧试件应采用同一卷钢丝,表面条件应一致。不应存在导致应力集中的缺陷,如生锈、刻痕和划痕。
 
  4)热处理工艺对疲劳强度也有很大影响。即使完全淬火和不完全淬火后的低温回火硬度完全相同,疲劳强度也有显著差异。过大的晶粒尺寸和表面脱碳会降低疲劳强度。因此,同一批试样应在同一炉内进行热处理。
 
  2.弹簧寿命试验
 
  (1)为避免弹簧力偏心,安装时应将弹簧力放在弹簧支架上,确保弹簧两端平接触。
 
  (2)调整试件具有相同的安装变形和相同的最大变形。
 
  (3)在确定S-N曲线时,可以从最大疲劳极限(参照现有弹簧疲劳数据)来减小载荷应力,其间距可以按1.02~1.5的比例进行。
 
  (4)试验过程中,为保证负载尽可能稳定,应进行试验和调整,但时间应短。不能超载。
 
  (5)如果应力单位为兆帕,则有效数字四舍五入到小数点后一位。
 
  疲劳寿命
 
  1)在确定弹簧的疲劳寿命时,在试验期间,可采用的循环次数N为1×l05、2×l05、5×l05、1×l06、2×l06、5×l06、1×l07、2×l07作为参考疲劳寿命。
 
  2)除非是特殊情况,试验一般在动作次数达到1×10次时停止,不得中断。
 
  3)一般以试验弹簧断裂次数作为疲劳寿命。然而,在某些情况下,将试样裂纹的次数作为疲劳寿命。
 
  4)作用次数的记录一般以l0n为单位,有效次数为3次或3次以上,如2.75×l06。
 
  试验机操作
 
  1)试验机启动应平稳,无冲击。
 
  2)除共振型疲劳试验机外,在达到运行速度或停止运行的过程中,有时会通过共振点。为了防止共振引起的过度应力,安装了防止共振的装置。
 
  3)同一批样品应以相同的速度进行试验。
 
  4)试验应自始至终连续进行。因故障或其他原因需要停止作业时,应详细记录在记录中。
 
  试验报告和记录
 
  试验报告中应附有下列详细记录:材料制造商、材料类型、化学成分、机械性能(抗拉强度、扭转强度、屈服强度、弹性极限、延伸率、扭转次数、硬度、冲击韧性等);弹簧的形状和尺寸,聚酯的强度、热处理条件、弹簧试样的工作图;试验机的名称、形式、容量、运行速度;试验温度、试验日期、试验地点、试验机(见表)1);S-N曲线图、疲劳极限图;其他。

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