圆柱螺旋弹簧端面接触形式对其疲劳寿命的影响毕业论文(编辑修改稿)

圆柱螺旋弹簧端面接触形式对其疲劳寿命的影响毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

，没有支撑面，不便于矫正，还浪费部分材料。 在制扁时要特别注意加热的温度，避免过热过烧的发生。 断料时切料毛刺要适量，制扁操作要谨慎，避免引起卷折或分层缺陷，过早的导致端部损坏。 刘毅等人 [12]研究制扁时的加热温度及注意事项帮助我们能提高弹簧制扁的质量要求。 本课题通过运用试验检验分析及 CAE 有限元计算分析的方法，对铁路转向架弹簧失效进行对比分析，主要研究了弹簧端圈结构形式对弹簧端圈与相邻有效圈间工作接触应力的影响，提出弹簧端圈可靠性设计方案。 来自漳州职业技术学院的张明建 [13]基于恒寿命疲劳的特点，反复选择弹簧基本参数，探究影响其寿命的相关因素。 在实际中，本课题组具备试验所需的各种试验条件，能够完 成试验任务要求。 第二章 试验的材料与方法 20xx 届本科生毕业设计（论文） 试验 的 材料 为了延长弹簧的使用寿命，使之起到应有的作用，弹簧的材料必须具有高的屈服强度和高的疲劳极限，表面必须光滑。 表面状态很重要，因为弹簧在反复载荷作用下，多数是由于表面缺陷 发展 而折损。 本实验的材料（表 21）由天津机辆厂采用卷制的方法取得，所用的原材料是以硅锰钢为主要成分由山东宁津厂提供的 CRH5 型动车组轴箱弹簧棒料，料径为 60mm。 采用先进的日本设备经过端部加热、碾尖、棒料加热、卷制、淬火、退火等工序卷制而成。 其中采用中频感应电炉加热，加热温度为 1600℃ ，其中油淬火温度为 920℃ 左右，温度差应控制在 50℃ 以内 [15]。 淬火与退火的时间间隔必须控制在 4 小时内，否则弹簧内部组织会改变。 表 21 断裂弹簧材质化学成分 分析结果 液压式微机控制弹簧压力试验机 TYEW是国内弹簧厂家比较青睐的弹簧疲劳加载试验仪器，由济南三运实验仪器有限公司制造（图 1）。 他的主要功能与特点如下： 由动态通讯、结果观察、记录查询、图表显示、图表打印、参数输入、数据处理、数据保存等功能模块构成系统软件。  设定试验力，检测弹簧的变形量。  设定试验力，检测弹簧的剩余高度。  设定弹簧变形量，检测弹簧的试验力。  设定弹簧的剩余高度，检测弹簧的试验力。  检测弹簧刚度。 分析元素 % C Si Mn P S Cr V 断裂弹簧 CA250弹簧采 购技术规范 ~ ≤ ~ ≤ ≤ ~ ~ 20xx 届本科生毕业设计（论文） 采用 PLC控制， PC机屏幕显示试验力、弹簧的位移、特性曲线，计算弹簧的刚度、打印试验报告、查询试验结果。 图 21 加载疲劳试验机 济南中正试验机制造有限公司制造，该试验机（图 2）采用松下交流伺服电动机作为动力源；采用先进的芯片集成技术，专业设计的数据采集放大和控制系统，试验力、变形的放大、 A/D 转换过程实现了全 数字化 调整。 本机可对各种金属、非金属及复合材料进行力学性能测试和分析研究，广泛应用于航空航天、石油化工、塑管、塑料门窗土工布、金属材料及制造业，可根据 GB、 JIS、 ASTM、 DIN、 ISO 等标准自动求取最大试验力值、断裂力值、屈服强度、上下屈服强度、抗拉强度、抗压强度、断裂延伸率、拉伸弹性模量、弯曲弹性模量等试验数据。 图 22 现场数据采集设备 20xx 届本科生毕业设计（论文） 试验的目的 CRH5 型车上装配的轴箱弹簧在检修过程中发现多处断裂，为监测其轴箱弹簧在正常运行工况下的应力及相关位移情况，在结构强度检测实验室内通过对两组不同结构形式的弹簧进行疲劳试验，测试得到动应力，对比不同结构弹簧的应力状态 ,分析弹簧接触磨损情况以及应力分布情况，观察弹簧磨损及断裂情况，对比两组结构弹簧的应力水平，得到更加适合工程实际应用的弹簧结构。 试验方法 查阅有关弹簧的相关文献，分析弹簧的受力情况，先判断出弹簧最易断裂的位置及弹簧受力的薄弱部位，在指导老师的帮助下分析弹簧有效圈与支撑圈的接触磨损情况。 挑选两组结构形式不同的弹簧，对比他们的结构特点。 首先在指导师傅的教导下了解试验设备的使用情况，阅读操作试验仪器的注意事项及操作规程，在保证安全的情况下进行试验。 本次试验采用应变片测试轴箱弹簧的动应力，采用高精度位移传感器测试了轴箱弹簧对构架垂向、横向位移。 测试方法分别按照正常疲劳试验工况运行，全部过程实测轴箱弹簧的动态应力。 根据现场弹簧情况 ，标定弹簧测点，如图，分别标记两组弹簧的测点。 表 22 弹簧编号 结构类型 生产厂家 A 新机构 宁津 B 老结构 宁津 20xx 届本科生毕业设计（论文） 图 23 两组弹簧的测点 分别改变测试角度，弹簧的测点通道汇总。 20xx 届本科生毕业设计（论文） 把两组不同结构形式的弹簧按不同测点两两分组，标记号码，然后把弹簧放到弹簧疲劳试验机上进行加载，然后变换不同的加载力、加载方向，然后记录实验数据。 上述各个测点的应变信号均采用 HBM 数字式动态信号采集系统进行全程连续采集，采样频率设置为 100Hz，高于各测点动态响应频率的 10 倍，可确保采样数据的真实性；该测试系统精度高、动态响应快，可实现全程连续采样，因而能够保证测试数据的完备性。 表 23 弹簧测点通道 减震弹簧 弹簧类别 弹簧号 应变花所在部位 应变片号 方向 通道号 天津新结构 A 下部第二圈 A10 0 度 15 A145 45 度 8 A190 90 度 21 中部正对行车方向 A20 0 度 9 A245 45 度 10 A290 90 度 11 与 A2 应变花成 90 度方向的同一圈靠上外侧 A30 0 度 34 A345 45 度 35 A390 90 度 18 上部第二圈 A40 0 度 30 A445 45 度 1 A490 90 度 45 与 A2 应变花对应位于弹簧内侧 A50 0 度 24 A545 45 度 27 A590 90 度 22 与 A3 应变花对应位于弹簧内侧 A60 0 度 25 A645 45 度 26 A690 90 度 7 与 A4 应变花对应位于弹簧内侧 A70 0 度 13 A745 45 度 33 A790 90 度 12 天津老结构 B 下部第二圈 B10 0 度 15 B145 45 度 8 B190 90 度 21 中间正对行车方向 B20 0 度 9 B245 45 度 10 20xx 届本科生毕业设计（论文） B290 90 度 11 与 B2 应变花成 90 度方向的同一圈靠上外侧 B30 0 度 34 B345 45 度 35 B390 90 度 18 上部第二圈 B40 0 度 30 B445 45 度 1 B490 90 度 45 与 B2 应变花对应位于弹簧内侧 B50 0 度 24 B545 45 度 27 B590 90 度 22 与 B3 应变花对应位于弹簧内侧 B60 0 度 25 B645 45 度 26 B690 90 度 7 与 B4 应变花对应位于弹簧内侧 B70 0 度 13 B745 45 度 33 B790 90 度 12  纵向试验频率：  横向试验频率：  纵向循环次数： 200 万次  横向循环次数： 万次  两组弹簧合做试验载荷：最小试验力 42kn，最大试验。