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    核工技術:碟簧200*102*14*18.2規格的疲勞壽命分析

    來源:www.ketbra.net|發布時間:2013-12-06| 瀏覽數:載入中...


    碟形彈簧200*102*14*18.2規格的疲勞壽命分析

    該規格碟形彈屬于國家標準系列產品,一般情況下碟形彈簧的疲勞壽命可達到近10萬次。

    碟形彈簧在工作中可受到靜載荷或交變載荷的作用,因為受到載荷的性質不同,其失效情況不同,因此計算強度的許用應力應該根據不同情況作不同考慮。

    疲勞強度校驗條件有兩種情況:

    1)碟形彈簧材料、尺寸和受負荷或變形情況,校驗壽命是否達到規定要求,即óh< [óH]?

    ? ? ?N為碟形彈簧交變載荷作用的重復次數,即要達到應有次數;

    ? ? ?[N]為碟形彈簧的與疲勞強度相對應的疲勞破壞次數,即碟形彈簧壽命。

    2)、在規定要求重復次數N的前提下,碟簧是否破壞?即óh≤[óH];? ? ? óh=óSh-óx;? ? ? ? ?[óH]= óSH-óx

    ? ? ?óSh? ?交變載荷作用時碟簧的計算上限應力? ?óx? 交變載荷作用時碟簧的計算下限應力

    ? ? ?óSH? ?疲勞強度上限應力? ?óX? ? 疲勞強度下限應力

    ? ? ?óh 疲勞強度應力幅? ? ? ? ? ?óh=óSh-óX

    ? ? ?[óH] 疲勞強度許用應力幅? ? [óH]=óSH-óX

    200*102*14*18.2碟形彈簧(8片)長期受壓6.5mm即為預壓力P1(f=0.2h0)=81240N和在所受壓6.5+18.5=25mm即為終壓力P2(f=0.75h0)=290160N交變載荷循環工作,根據200*102*14*18.2碟形彈簧C=D/d=1.96,? h0/t=0.3,我們知道疲勞破壞關鍵部位在“Ⅱ”點處。200*102*14*18.2碟形彈簧疲勞失效的最大應力點在碟簧的“Ⅰ”點處,雖然“Ⅱ”點處不是碟形彈簧的最大應力點,但是由于在反復變化作用下拉應力產生的疲勞裂紋不斷發展,當應力超過一定數值、應力循環次數達到一定界限時,碟形彈簧將產生失效斷裂現象。

    在下圖:? 碟簧極限應力曲線圖中查取碟簧循環次數在10萬次以上的上限應力óSH=1240N/mm2,下限應力為óX=380N/mm2。

    為了保證交變載荷作用下的碟形彈簧的強度,還必須校驗碟形彈簧的表面的拉應力是否小于疲勞極限應力。

    解:Pf=h0=381520N

    P1/Ph0=81240/381520=0.213

    P2/Ph0=290160/381520=0.76

    根據公式計算:

    óⅡ=ft/αD2*1/C[(2γ-β)(h0/t-0.5*f/t)+ γ]

    碟形彈簧上限應力為óSH=1240N/mm2;? ?下限應力為óX=380N/mm

    當óX=380N/mm2時, óh=1112-380=740 N/mm2;? ?[óH]=880N/mm2

    880N/mm2≥740 N/mm2? ? ? ? 即 [óH]≥óh

    根據上述情況確定此碟形彈簧在交變載荷的情況下作用時, 200*102*14*18.2碟形彈簧(8片)預加載荷P1(f=0.2h0)=81240N即長期受壓6.5mm和在所受壓6.5+18.5=25mm即最大載荷P2(f=0.75h0)=290160N時,變形量f在6.5-25mm范圍內碟形彈簧的疲勞壽命在9萬次左右。



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