硅錳合金彈簧鋼力學性能研究.pdf

1、彈簧及彈性元器件廣泛應用于鐵道車輛、飛機、汽車、拖拉機等機械行業(yè)，是重要的承載零部件。在其長期服役過程中，主要失效形式有兩種:應力松弛和疲勞斷裂。彈簧應力松弛和疲勞試驗的常見加載方式主要有拉伸壓縮和彎曲二類，本文針對矩形截面硅錳彈簧鋼進行扭轉應力松弛試驗研究，同時進行了扭轉疲勞試驗。
　　 本文課題特別設計制作了新型應力松弛試驗裝置，基于該裝置，可以研究扭簧在不同溫度下的剪切模量變化規(guī)律、應力松弛變化規(guī)律。完成了六組矩形截面扭簧

2、的常溫和高溫應力松弛試驗，通過扭矩的變化規(guī)律，總結出剪切模量的變化規(guī)律及應力松弛的變化規(guī)律，建立了硅錳合金彈簧鋼剪切模量關于溫度和時間的綜合影響函數(shù)和應力松弛的曲線方程。
　　 文中通過自由扭轉理論計算、ABAQUS有限元模擬計算，分析了扭簧內(nèi)部的應力分布規(guī)律，確定了扭轉加載下剪應力的分布特征，為分析扭簧的應力松弛和疲勞性能奠定了基礎。兩種計算方法的相對誤差在2.5％以內(nèi)。
　　 經(jīng)過一年的常溫應力松弛試驗，發(fā)現(xiàn)常溫下扭

3、簧應力松弛比較緩慢，最大切應力幾乎是沿一條水平線上下波動，相對穩(wěn)定，表明硅錳合金彈簧鋼常溫下抗應力松弛性能好。經(jīng)過100小時的高溫應力松弛試驗，發(fā)現(xiàn)扭簧的剪切模量和最大切應力隨溫度的升高而線性降低:在初期的10～20小時內(nèi)，剪切模量和最大切應力隨時間下降速度比較快，之后下降緩慢;溫度在300℃以內(nèi)，剪切模量和最大切應力隨時間的增長而緩慢減小;溫度在300℃～400℃間，剪切模量和最大切應力隨時間而顯著減小，且減小率隨溫度的增加而線性增大