鐵路貨車螺旋彈簧疲勞壽命研究.pdf

1、螺旋壓縮彈簧是鐵路貨車的重要部件，對(duì)整個(gè)車輛起著減震和支撐作用，近年來為了適應(yīng)提速、重載的要求，貨車運(yùn)行的工況發(fā)生了巨大變化，對(duì)轉(zhuǎn)向架采用的螺旋壓縮彈簧性能提出了更高的要求。彈簧的過早折斷直接對(duì)鐵路貨車的運(yùn)行安全造成威脅，造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失巨大。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，彈簧疲勞斷裂占彈簧斷裂失效的80％-90％，因此其疲勞壽命的研究尤為重要。影響彈簧疲勞壽命的原因比較復(fù)雜，除與設(shè)計(jì)是否合理之外，原材料質(zhì)量、熱處理性能、彈簧的表面質(zhì)量及幾何形

2、狀尺寸都是影響產(chǎn)品壽命的關(guān)鍵因素。 本文通過大量實(shí)驗(yàn)和理論分析研究了60Si2CrVAT原材料的化學(xué)成分、偏析、非金屬夾雜物及組織中局部殘留的顆粒較大、數(shù)量較多的球狀碳化物對(duì)彈簧的疲勞壽命的影響。在熱處理工藝方面，通過對(duì)彈簧鋼的熱卷制溫度、熱處理曲線等熱加工工藝的研究揭示了目前國內(nèi)彈簧生產(chǎn)普遍采用的彈簧生產(chǎn)工藝中余熱淬火和重新加熱淬火兩種熱加工工藝對(duì)疲勞壽命的不同影響。通過應(yīng)力數(shù)學(xué)模型的建立以及大量材料疲勞試驗(yàn)，研究了卷制幾何尺

3、寸對(duì)彈簧疲勞壽命的影響。彈簧疲勞壽命的薄弱環(huán)節(jié)在彈簧支承圈與工作圈的接觸部位，因此該部位的幾何形狀尤為重要，以保證加載過程中，彈簧支撐圈與工作圈接觸為較長的線接觸，減小接觸應(yīng)力。本文還研究了，噴丸處理對(duì)彈簧疲勞壽命的影響，噴丸處理產(chǎn)生冷作硬化層一表面強(qiáng)化層。該強(qiáng)化層內(nèi)造成很大的殘余壓應(yīng)力，由于彈簧表層的殘余壓縮應(yīng)力的存在，使彈簧在承受交變載荷時(shí)，可以抵消一部分交變載荷中的拉應(yīng)力分量，因此對(duì)彈簧的疲勞壽命極其有利。在以上各項(xiàng)研究成果的指導(dǎo)