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設(shè)計(jì)彈簧時(shí)具體的因素的分析
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所謂彈簧,是有一定的彈性,雖然說彈簧所用的原材料彈性系數(shù)越大越好,但是這不是的,因?yàn)樵O(shè)計(jì)彈簧時(shí)除了考慮所用材料的彈性外,還要考慮材料的物理、化學(xué)以及機(jī)械性質(zhì),所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有所取舍,具體的因素有:
(1)彈性限度
彈性限度乃對材料施加某力而變形后,消除該力時(shí),不殘留變形的大力所相對的應(yīng)力。這是很難測定的,但是彈性限度與抗拉強(qiáng)度有約略一定的關(guān)系,選擇彈性限度高的材料常等于選擇抗拉強(qiáng)度高的材料,也可利用熱處理或冷間加工。彈性限度對抗拉強(qiáng)度的比率因加工方法而異,不過須把握用為彈簧時(shí)的狀態(tài)的彈性域。
(2)彈簧系數(shù)
對彈簧材料施加力量,產(chǎn)生單位應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力稱為彈性系數(shù)值,為彈簧設(shè)計(jì)的基本彈簧材料的彈性系數(shù)主要取決于其化學(xué)成分因熱處理冷間加工而稍有變化,使用溫度高時(shí)會(huì)大減少。
(3)疲勞強(qiáng)度
承受動(dòng)性荷重的彈簧須考慮疲勞強(qiáng)度,疲勞強(qiáng)度與材料的抗拉度成一定的關(guān)系,但因表面狀態(tài)脫碳冷加工、熱處理而變化,這些條件因彈簧材料的制造方法,彈簧的制造方法變化而變化,故選擇材料時(shí)須注意。
(4)形狀尺寸
彈簧材料的機(jī)械性質(zhì)因尺寸而異,得不到特殊尺寸形狀將頗受限制,彈簧材料在制造上的尺寸容許差必然因材料而異,因而須配合彈簧荷重特性的精度而選材料,反過來說太苛求荷重特性時(shí)材料必須很昂貴。
(5)耐熱性
有的彈簧在某種程度的高溫使用,通常彈簧材料的各種機(jī)械性質(zhì)隨著溫度的上升而減少,在某種溫度以上時(shí)彈簧特性減少。
(6)耐蝕性
有時(shí)在腐蝕性環(huán)境使用彈簧若從彈簧表面均勻腐蝕減量則只對應(yīng)有的尺寸減少而減少荷重,不過一般常引起點(diǎn)蝕型腐蝕有腐蝕疲勞想象,在疲勞強(qiáng)度以上時(shí)會(huì)有推定值以上的劣化,材料的耐蝕性主要取決于其化學(xué)成份,但腐蝕的因素很多,故須把握環(huán)境而選擇材料,即使材料適切,耐蝕性也因熱處理,冷間加工而異。
(7)電傳導(dǎo)度
電氣器具通信機(jī)器等常兼用為電傳導(dǎo),此時(shí)可用黃銅、磷青銅、鈹銅等銅合金系列作為彈簧材料。
(8)其他
還有結(jié)晶粒的大小,偏折非金屬介在物傷痕熱處理變形,加工性,耐寒性等各種問題,必須選擇容易處理的材料。
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