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彈簧的疲勞壽命的影響。在熱處理工藝方面，通過對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)