【正文】 的接觸分析越顯重要和可行。這表現(xiàn)在復雜本構關系的引入，有限元等數(shù)值方法的使用和摩擦學、材料學科間的滲透等。 Glad well【 78】 于 1980 年出版的著作“彈性力學經(jīng)典理論中的接觸問題”主要考慮集中的或大范圍的無摩擦接觸或粘著接觸。 1990 年 Kalker【 10】 的“三維彈性體的滾動接觸”是主要以鐵路輪軌接觸界面作用力為背景的有關滾動接觸的專著。 我國彈簧行業(yè)與國外工業(yè)發(fā)達國家的差距 目前，我國企業(yè)經(jīng)營模式正由產(chǎn)供銷向銷供產(chǎn)轉變，但由于產(chǎn)供銷模式在我國長期存在，使我國很多企業(yè)不能適應市場的經(jīng)濟條件下的激烈競爭。結果造成普通產(chǎn)品供過于求，而高技術含量高附加值的高檔次品種卻不能滿足需求。在科學研究及新產(chǎn)品開發(fā)方面，我國與工業(yè)發(fā)達國家的差距尤為明顯?？傊覈鴱椈尚袠I(yè)的發(fā)展還遠遠不及工業(yè)發(fā)達國家的技術水平。在制扁時要特別注意加熱的溫度，避免過熱過燒的發(fā)生。 來自漳州職業(yè)技術學院的張明建 [13]基于恒壽命疲勞的特點，反復選擇彈簧基本參數(shù)，探究影響其壽命的相關因素。 本實驗的材料（表 21）由天津機輛廠采用卷制的方法取得，所用的原材料是以硅錳鋼為主要成分由山東寧津廠提供的 CRH5 型動車組軸箱彈簧棒料，料徑為 60mm。 表 21 斷裂彈簧材質化學成分 分析結果 液壓式微機控制彈簧壓力試驗機 TYEW是國內彈簧廠家比較青睞的彈簧疲勞加載試驗儀器，由濟南三運實驗儀器有限公司制造（圖 1）。 ? 設定彈簧變形量，檢測彈簧的試驗力。 圖 21 加載疲勞試驗機 濟南中正試驗機制造有限公司制造，該試驗機（圖 2）采用松下交流伺服電動機作為動力源；采用先進的芯片集成技術，專業(yè)設計的數(shù)據(jù)采集放大和控制系統(tǒng)，試驗力、變形的放大、 A/D 轉換過程實現(xiàn)了全 數(shù)字化 調整。挑選兩組結構形式不同的彈簧，對比他們的結構特點。 根據(jù)現(xiàn)場彈簧情況 ，標定彈簧測點，如圖，分別標記兩組彈簧的測點。 表 23 彈簧測點通道 減震彈簧 彈簧類別 彈簧號 應變花所在部位 應變片號 方向 通道號 天津新結構 A 下部第二圈 A10 0 度 15 A145 45 度 8 A190 90 度 21 中部正對行車方向 A20 0 度 9 A245 45 度 10 A290 90 度 11 與 A2 應變花成 90 度方向的同一圈靠上外側 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 與 A2 應變花對應位于彈簧內側 A50 0 度 24 A545 45 度 27 A590 90 度 22 與 A3 應變花對應位于彈簧內側 A60 0 度 25 A645 45 度 26 A690 90 度 7 與 A4 應變花對應位于彈簧內側 A70 0 度 13 A745 45 度 33 A790 90 度 12 天津老結構 B 下部第二圈 B10 0 度 15 B145 45 度 8 B190 90 度 21 中間正對行車方向 B20 0 度 9 B245 45 度 10 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） B290 90 度 11 與 B2 應變花成 90 度方向的同一圈靠上外側 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 與 B2 應變花對應位于彈簧內側 B50 0 度 24 B545 45 度 27 B590 90 度 22 與 B3 應變花對應位于彈簧內側 B60 0 度 25 B645 45 度 26 B690 90 度 7 與 B4 應變花對應位于彈簧內側 B70 0 度 13 B745 45 度 33 B790 90 度 12 ? 縱向試驗頻率： ? 橫向試驗頻率： ? 縱向循環(huán)次數(shù)： 200 萬次 ? 橫向循環(huán)次數(shù)： 萬次 ? 兩組彈簧合做試驗載荷：最小試驗力 42kn，最大試驗力 78kn 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第三章 試驗結果與分析 宏觀檢查 （ 1） 新結構彈簧的斷裂位置發(fā)生在彈簧下部的彈簧過渡圈位置，見圖 4，分解后檢查，距過渡圈起始端約 1/4 區(qū)域，見圖 5。 圖 31 分解前的斷裂彈簧狀態(tài) 圖 32 彈簧斷裂位置 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 圖 33 距離碾尖末端最近的磨損痕跡 圖 34 裂紋源區(qū)的受熱變色和對應位置彈簧表 面上的磕痕 圖 35 裂紋源區(qū)斷口的形貌圖 36 裂紋源區(qū)對應彈簧表面上的剝離裂紋 50x 老結構彈簧的表面有受熱變色，有效圈與支撐圈之間有相互撞擊產(chǎn)生的劃痕，當與加載到新結構彈簧斷裂時的加載次數(shù)時，老結構彈簧出現(xiàn)明顯的痕跡。當施加垂向 t，底部橫向位移 8mm，施加疲勞試驗最大載荷時，最大應力出現(xiàn)在彈簧內測。 ? B 簧施加垂向 ，橫向 8mm 得到的應力云圖 圖 323 彈簧整體 von mises 應力圖 圖 324 彈簧內圈 von mises 應力圖 (彈簧內 側應力最大值為 1342MPa) 圖 325 彈簧上端接觸部位 von mises 應力圖 圖 326 彈簧下端接觸部位 von mises 應力圖 彈簧上端部支撐圈與有效圈接觸應力如上， 接觸應力分布較為均勻，且數(shù)值小于 A 簧 圖 327 彈簧整體最大主應力圖 圖 328 彈簧內圈最大主應力圖 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 圖 329 彈簧接觸部位最大主應力圖 B 簧施加垂向 載荷時，彈簧內側有效圈受力較大，從實際彈簧接觸磨損情況和仿真看出 B 簧接觸情況較為均勻，且接觸應力最大值小于 A 簧。根據(jù) 圖 34 可以看出，接觸線部分有接觸痕跡，但是無磨損痕跡，而在接觸線以外區(qū)域又出現(xiàn)了接觸并發(fā)生較為嚴重的磨損，從表象上看，彈簧斷裂位置正好處于磨損與接觸線的交界位置，換言之，彈簧在承受正常的軸向交變載荷時，彈簧端圈與相鄰有效圈的接觸是隨載荷的變化而漸變，但是由于彈簧在受到垂向及橫向交變載荷共同作用下，導致正常接觸線尾端以后的部分接觸并發(fā)生磨損，兩個部分的臨界點則起到支撐作用，彈簧與支撐圈相鄰的有效圈繞著該支點發(fā)生扭轉運動，在交變載荷作用下，該有效圈在支點位置產(chǎn)生較為集中的交變接觸應力，最終從該支點 發(fā)生接觸性疲勞斷裂。 兩組軸箱彈簧動應力數(shù)據(jù)最大值均發(fā)生在 2 測點 45 度方向，其中 B 彈簧 2 測點處動應力幅值最大為 1176MP。 第四章 結論 斷裂位置 接觸并磨損區(qū) 正常接觸線 20xx 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 新結構彈簧接觸圈數(shù)比原結構彈簧減少近一半，但接觸圈數(shù)的減少導致有效圈與支撐圈端部形成點接觸，造成該點接觸應力較大，且接觸圈呈斷續(xù)狀態(tài)，而原結構彈簧雖然試驗后磨損量大，但磨損均勻，并沒有形成點接觸而是線接觸。 本論文是在王軍處長，趙國亮主任以及劉趙銘老師悉心指導和嚴格要求下完成的。在此向老師們表示深深的感謝和崇高的敬意！ 同時我要感謝鑄造教研室的劉趙銘、楊軍老師，他們工作認真，思維敏捷給我留下了深刻的映像。 最后要感謝我的親人和朋友多年來對我的支持、關心和鼓勵，謝