表面缺陷對彈簧疲勞性能的影響.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、軸箱彈簧是機車轉向架的關鍵部件之一,其性能的穩(wěn)定性直接影響機車運行的安全及平穩(wěn)。彈簧承載情況及工作環(huán)境十分復雜,所以,彈簧的疲勞壽命具有非常大的隨機性,是廣大工程技術研究人員十分關注的問題。因此,研究彈簧疲勞壽命具有重要的理論及實際意義。 由于彈簧制造工藝等原因,彈簧表面總是不可避免的出現(xiàn)各種缺陷。由于這些缺陷的存在,促使了彈簧疲勞裂紋的萌生,而缺陷的形狀大小又會對其疲勞裂紋擴展速率產(chǎn)生很大的影響,從而導致彈簧在實際使用過程中往

2、往發(fā)生早期斷裂。本文圍繞帶初始缺陷的機車軸箱彈簧,對其疲勞壽命的一些問題展開了研究,主要內(nèi)容分為以下幾個部分: 首先,對彈簧的特性及常見的斷裂類型進行總結比較,歸納出彈簧斷裂的形式及一般規(guī)律; 然后,以資陽機車有限公司的機車為研究對象,從試驗中歸納總結并分析了導致彈簧疲勞斷裂的主要因素,給出了改進的方法并和相應的試驗驗證; 最后,結合斷裂力學的理論和有限元分析手段,針對彈簧出現(xiàn)表面缺陷的情況,以缺陷尺寸、裂紋尺寸

3、、應力強度因子作為研究的參量,通過使用大型有限元程序ANSYS分析計算,分析比較三者之間的關系,從而給出表面缺陷對彈簧疲勞壽命的影響及變化趨勢。 通過計算,可以認為:①彈簧表面缺陷裂紋問題中,裂紋前沿的應力強度因子最大值都出現(xiàn)在裂紋最深的部位,越靠近彈簧表面,應力強度因子越弱;②隨著裂紋的擴展,即裂紋長度的增加,裂紋尖端應力強度因子普遍增大,但是增大的幅度越來越??;③表面缺陷的深度也會對裂紋前沿的應力強度因子產(chǎn)生影響,隨著h/R

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