【摘要】： 應(yīng)力松弛是金屬材料中一種普遍存在的現(xiàn)象,是各種彈性元件及構(gòu)件的主要失效形式之一。然而,對(duì)于彈簧應(yīng)力松弛測(cè)試方法尚缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)其松弛機(jī)制及產(chǎn)生條件亦有待進(jìn)一步深入研究。因此,探尋測(cè)定彈簧應(yīng)力松弛特性的可靠方法,研究彈簧應(yīng)力松弛性能的變化規(guī)律、尋求有效的預(yù)防技術(shù),對(duì)提高零件的質(zhì)量、延長(zhǎng)零件使用壽命和整套設(shè)備的運(yùn)行可靠性等,都有重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 為了研究螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛的規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧服役壽命的可靠預(yù)測(cè),本論文首先自行設(shè)計(jì)了一套彈簧應(yīng)力松弛動(dòng)態(tài)在線測(cè)試裝置。該裝置實(shí)現(xiàn)了在室溫至200℃下彈簧應(yīng)力松弛的連續(xù)、帶溫測(cè)量并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)與顯示松弛曲線,顯著提高了測(cè)試精度。利用該裝置研究了T9A彈簧和60Si2Mn彈簧在80～200℃不同溫度下應(yīng)力松弛行為,獲得了應(yīng)力松弛動(dòng)力學(xué)方程。同時(shí),研究了彈簧在不同初載荷下的松弛特性,分析計(jì)算了松弛過程的激活能,據(jù)此可以推算出在一定范圍內(nèi)某一溫度和時(shí)間下的應(yīng)力松弛指標(biāo),為螺旋壓縮彈簧的壽命評(píng)判提供了可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。借助于光學(xué)顯微鏡、透射電鏡研究了應(yīng)力松弛過程的微觀組織變化過程,并結(jié)合松弛熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特點(diǎn),對(duì)應(yīng)力松弛機(jī)理進(jìn)行了探討。 研究結(jié)果表明,彈簧的應(yīng)力松弛分為兩個(gè)階段,在室溫至200℃范圍內(nèi)滿足Arrhenius方程,因此可以在室溫以上的有效溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)在短期內(nèi)對(duì)彈簧室溫下服役壽命的預(yù)測(cè);通過對(duì)彈簧松弛過程中的微觀結(jié)構(gòu)變化的觀察及分析,認(rèn)為應(yīng)力松弛是以彈性應(yīng)變能作為驅(qū)動(dòng)力的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和原子擴(kuò)散的熱激活過程,是位錯(cuò)排列、應(yīng)力分布和亞結(jié)構(gòu)趨向均勻化,材料內(nèi)部組織和性能趨向穩(wěn)定化的過程。
【圖文】：

圖 1-1 典型的應(yīng)力松弛（動(dòng)力學(xué)）曲線Fig.1-1 Typical curve of stress relaxation (dynamics指在恒應(yīng)變條件下，金屬材料或元件的應(yīng)力隨時(shí)是典型的彈簧應(yīng)力松弛曲線。從圖中可以看到階段(ab 曲線)持續(xù)較短時(shí)間，應(yīng)力隨時(shí)間延長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，應(yīng)力隨時(shí)間延續(xù)而緩慢降低）和一定初始應(yīng)力（0σ ）的條件下，，材料或元下特性指標(biāo)表征[25]。shσ始應(yīng)力作用下，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間 t 后，材料或力與初始應(yīng)力之比的百分?jǐn)?shù)表示，表征材料抗大，表示材料或元件的抗松弛性能越好。率sv時(shí)間的應(yīng)力下降值，即給定瞬間的應(yīng)力

件的服役條件，需綜合考慮上述特性指標(biāo)才能較全的抗應(yīng)力松弛性能的好壞。弛實(shí)驗(yàn)時(shí)間很長(zhǎng)，（一般需 105h）故時(shí)間坐標(biāo)多采用負(fù)荷（P 或 ΔP ）代替。根據(jù)前人的研究[26-29]，（0ΔP / P）與松弛時(shí)間（Rt ）符合以下關(guān)系：RP /PABlnt0Δ =+簧初載荷；簧負(fù)荷的損失量；弛時(shí)間；與溫度有關(guān)的常數(shù)�？梢�，負(fù)荷損失率（0ΔP / P）在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)（ln所示。從圖中可以看到，彈簧的應(yīng)力松弛明顯地分松弛速度較快，所需時(shí)間較短；在第Ⅱ階段應(yīng)力松弛
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH135

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 芮二明;60Si2MnA彈簧鋼的應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 尹西岳;溫度、應(yīng)力加速試驗(yàn)對(duì)螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛行為的影響[D];天津大學(xué);2012年

3 王廷喜;彈簧鋼的應(yīng)力松弛行為研究[D];西南交通大學(xué);2012年

4 石強(qiáng);常減壓裝置浮頭式換熱器密封系統(tǒng)應(yīng)力松弛研究[D];山東大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2627376