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弹簧轴向疲劳断口

弹簧轴向疲劳断口
  弹簧轴向疲劳断口
  
  若弹簧仅承受轴向疲劳载荷,将产生轴向疲劳断口、工程实际中并不多见。应力分布均匀的轴向拉-拉或拉-压疲劳,疲劳核心一般都在表面形成,形成微观裂纹后裂纹即沿与最大拉伸正应力垂直的方向-即与轴线相垂直的力向扩展。达临界尺寸后,即失稳断裂。若弹簧内部有一缺陷或较大的夹杂,也可能在缺陷或夹杂处产生疲劳源,如图6-10所示的蒸气锤活塞杆疲劳断口,疲劳源及扩展区就位于断口中央,疲劳源亦在扩展区的中心,外侧是瞬断区,具有明显的放射状花样。
  
  轴向疲劳断口形貌与载荷的大小、应力集中的有无及大小有关。
  
  (1)应力大小的影响
  
  当工作应力低于或超过疲劳极限不大时,属低应力疲劳,其断口日的最大特征是疲劳裂纹扩展充分,故疲劳区大。瞬断区小,疲劳寿命长。实际零件上常出现由于载荷波动引起的贝纹状条纹,如图6一11(d)所示。
  
  (2)应力集中的影响
  
  对于光滑的圆轴,无应力集中,裂纹从裂纹源向各方向的扩展速度基本相同,裂纹前沿呈外凸的圆弧状,如图6-11(ad)所示。
  
  若轴上有台阶或缺口,存在应力力集中现象,则由于外侧的应力集中较显著,两侧裂纹扩展速度比中间快。裂纹前沿呈波纹状(高应力时)如图6-11(b,o)或呈内凸弧状(低应力时)如图6-11(n,f)。
  
  当应力较高时,疲劳区较小,瞬时断裂区大,疲劳寿命短,如图6-11(a)所示
  
  对于板状弹簧,疲劳核心多发生在棱角处,如图6-11(g),若两侧有缺口,则如图6-11(h,i)裂纹核心在缺口根部户向中央扩展。

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