하드웨어 지식: 스프링 피로 강도에 영향을 미치는 6가지 요소

스프링 피로 강도에 영향을 미치는 여러 요인

1. 재료의 항복강도와 피로한도 사이에는 특정한 관계가 있습니다. 일반적으로 재료의 항복강도가 높을수록 피로강도도 높아집니다. 그러므로 스프링의 피로강도를 증가시키기 위해서는 스프링 재료의 항복강도를 증가시키도록 노력해야 한다. 또는 항복 강도 대 인장 강도의 비율이 높은 재료를 사용하십시오. 동일한 재료의 경우 미세 입자 구조는 거칠고 미세한 입자 구조보다 항복 강도가 더 높습니다.

2. 표면 상태의 최대 응력은 대부분 스프링 재료의 표면에서 발생하므로 스프링의 표면 품질이 피로 강도에 큰 영향을 미칩니다. 압연, 인발, 코일링 시 스프링 재료에 의해 발생하는 균열, 흠집, 흠집 등의 결함은 스프링 피로 및 파손의 원인이 되는 경우가 많습니다.

재료의 표면 거칠기가 작을수록 응력 집중은 작아지고 피로 강도는 높아집니다. 재료 표면 거칠기가 피로 한계에 미치는 영향. 표면 거칠기가 증가할수록 피로한도는 감소합니다. 동일한 거칠기라도 강종과 코일링 방법에 따라 피로한도 감소 정도가 다릅니다. 예를 들어 냉간 코일 스프링의 감소 정도는 열 코일 스프링의 감소 정도보다 작습니다. 강재열간코일스프링과 그 열처리를 가열하면 산화로 인해 스프링재의 표면이 거칠어지고 탈탄이 일어나 스프링의 피로강도가 저하됩니다.

재료 표면의 연삭, 프레싱, 쇼트 블라스팅 및 롤링. 둘 다 스프링의 피로 강도를 향상시킬 수 있습니다.

3. 사이즈 효과 소재의 크기가 클수록 다양한 냉간 및 열간 가공 공정으로 인한 결함이 발생할 가능성이 높아지고, 표면 결함이 발생할 가능성도 커집니다. 이러한 이유는 모두 피로 성능 저하로 이어집니다. 따라서 스프링의 피로강도를 계산할 때 크기 효과의 영향을 고려해야 합니다.

4. 금속학적 결함 금속학적 결함은 비금속 개재물, 기포, 원소 등이 분리되는 것을 말합니다. 자료에. 표면에 존재하는 개재물은 응력 집중의 원인이며, 이는 개재물과 기판 인터페이스 사이에 조기 피로 균열을 유발합니다. 진공 제련, 진공 주조 및 기타 조치를 사용하면 강철의 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다.

5. 부식성 매체 스프링이 부식성 매체에서 작동할 때 표면의 공식이나 표면 입자 경계의 부식으로 인해 피로의 원인이 됩니다. 다양한 응력의 작용으로 점차 팽창하여 파손이 발생합니다. 예를 들어, 담수에서 작동하는 스프링 강철의 피로 한계는 공기에서의 피로 한계의 10~25%에 불과합니다. 스프링의 피로 강도에 대한 부식의 영향은 스프링이 다양한 하중을 받는 횟수뿐만 아니라 작동 수명과도 관련이 있습니다. 따라서 부식의 영향을 받는 스프링을 설계하고 계산할 때 작업수명을 고려해야 합니다.

부식성 조건에서 작동하는 스프링의 경우 피로 강도를 보장하기 위해 스테인레스 스틸, 비철 금속 또는 도금, 산화, 스프레이와 같은 표면 보호 층과 같은 내식성이 높은 재료를 사용할 수 있습니다. 회화 등 . 실습에 따르면 카드뮴 도금은 스프링의 피로 한계를 크게 증가시킬 수 있습니다.

6. 온도 탄소강의 피로강도는 상온에서 120°C까지 감소하고, 120°C에서 350°C로 상승하며, 온도가 350°C 이상이 되면 다시 감소합니다. 고온에서는 피로 ​​한계가 없습니다. 고온 조건에서 작동하는 스프링의 경우 내열강을 고려해야 합니다. 실온 이하에서는 강철의 피로한도가 증가합니다.