【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，沒有支撐面，不便于矯正，還浪費(fèi)部分材料。在制扁時(shí)要特別注意加熱的溫度，避免過熱過燒的發(fā)生。 斷料時(shí)切料毛刺要適量，制扁操作要謹(jǐn)慎，避免引起卷折或分層缺陷，過早的導(dǎo)致端部損壞。劉毅等人 [12]研究制扁時(shí)的加熱溫度及注意事項(xiàng)幫助我們能提高彈簧制扁的質(zhì)量要求 。 本課題通過運(yùn)用試驗(yàn)檢驗(yàn)分析及 CAE 有限元計(jì)算分析的方法，對(duì)鐵路轉(zhuǎn)向架彈簧失效進(jìn)行對(duì)比分析，主要研究了彈簧端圈結(jié)構(gòu)形式對(duì)彈簧端圈與相鄰有效圈間工作接觸應(yīng)力的影響，提出彈簧端圈可靠性設(shè)計(jì)方案。 來自漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院的張明建 [13]基于恒壽命疲勞的特點(diǎn)，反復(fù)選擇彈簧基本參數(shù)，探究影響其壽命的相關(guān)因素。 在實(shí)際中，本課題組具備試驗(yàn)所需的各種試驗(yàn)條件，能夠完 成試驗(yàn)任務(wù)要求。 第二章 試驗(yàn)的材料與方法 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 試驗(yàn) 的 材料 為了延長(zhǎng)彈簧的使用壽命，使之起到應(yīng)有的作用，彈簧的材料必須具有高的屈服強(qiáng)度和高的疲勞極限，表面必須光滑。表面狀態(tài)很重要，因?yàn)閺椈稍诜磸?fù)載荷作用下，多數(shù)是由于表面缺陷 發(fā)展 而折損。 本實(shí)驗(yàn)的材料（表 21）由天津機(jī)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(dòng)車組軸箱彈簧棒料，料徑為 60mm。采用先進(jìn)的日本設(shè)備經(jīng)過端部加熱、碾尖、棒料加熱、卷制、淬火、退火等工序卷制而成。其中采用中頻感應(yīng)電爐加熱，加熱溫度為 1600℃ ，其中油淬火溫度為 920℃ 左右，溫度差應(yīng)控制在 50℃ 以內(nèi) [15]。淬火與退火的時(shí)間間隔必須控制在 4 小時(shí)內(nèi)，否則彈簧內(nèi)部組織會(huì)改變。 表 21 斷裂彈簧材質(zhì)化學(xué)成分 分析結(jié)果 液壓式微機(jī)控制彈簧壓力試驗(yàn)機(jī) TYEW是國(guó)內(nèi)彈簧廠家比較青睞的彈簧疲勞加載試驗(yàn)儀器，由濟(jì)南三運(yùn)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司制造（圖 1）。他的主要功能與特點(diǎn)如下： 由動(dòng)態(tài)通訊、結(jié)果觀察、記錄查詢、圖表顯示、圖表打印、參數(shù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存等功能模塊構(gòu)成系統(tǒng)軟件。 ? 設(shè)定試驗(yàn)力，檢測(cè)彈簧的變形量。 ? 設(shè)定試驗(yàn)力，檢測(cè)彈簧的剩余高度。 ? 設(shè)定彈簧變形量，檢測(cè)彈簧的試驗(yàn)力。 ? 設(shè)定彈簧的剩余高度，檢測(cè)彈簧的試驗(yàn)力。 ? 檢測(cè)彈簧剛度。 分析元素 % C Si Mn P S Cr V 斷裂彈簧 CA250彈簧采 購(gòu)技術(shù)規(guī)范 ~ ≤ ~ ≤ ≤ ~ ~ 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 采用 PLC控制， PC機(jī)屏幕顯示試驗(yàn)力、彈簧的位移、特性曲線，計(jì)算彈簧的剛度、打印試驗(yàn)報(bào)告、查詢?cè)囼?yàn)結(jié)果 。 圖 21 加載疲勞試驗(yàn)機(jī) 濟(jì)南中正試驗(yàn)機(jī)制造有限公司制造，該試驗(yàn)機(jī)（圖 2）采用松下交流伺服電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源；采用先進(jìn)的芯片集成技術(shù)，專業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集放大和控制系統(tǒng)，試驗(yàn)力、變形的放大、 A/D 轉(zhuǎn)換過程實(shí)現(xiàn)了全 數(shù)字化 調(diào)整。本機(jī)可對(duì)各種金屬、非金屬及復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試和分析研究，廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、塑管、塑料門窗土工布、金屬材料及制造業(yè)，可根據(jù) GB、 JIS、 ASTM、 DIN、 ISO 等標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)求取最大試驗(yàn)力值、斷裂力值、屈服強(qiáng)度、上下屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、斷裂延伸率、拉伸彈性模量、彎曲彈性模量等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 圖 22 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 試驗(yàn)的目的 CRH5 型車上裝配的軸箱彈簧在檢修過程中發(fā)現(xiàn)多處斷裂，為監(jiān)測(cè)其軸箱彈簧在正常運(yùn)行工況下的應(yīng)力及相關(guān)位移情況，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過對(duì)兩組不同結(jié)構(gòu)形式的彈簧進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，測(cè)試得到動(dòng)應(yīng)力，對(duì)比不同結(jié)構(gòu)彈簧的應(yīng)力狀態(tài) ,分析彈簧接觸磨損情況以及應(yīng)力分布情況，觀察彈簧磨損及斷裂情況，對(duì)比兩組結(jié)構(gòu)彈簧的應(yīng)力水平，得到更加適合工程實(shí)際應(yīng)用的彈簧結(jié)構(gòu)。 試驗(yàn)方法 查閱有關(guān)彈簧的相關(guān)文獻(xiàn)，分析彈簧的受力情況，先判斷出彈簧最易斷裂的位置及彈簧受力的薄弱部位，在指導(dǎo)老師的幫助下分析彈簧有效圈與支撐圈的接觸磨損情況。挑選兩組結(jié)構(gòu)形式不同的彈簧，對(duì)比他們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 首先在指導(dǎo)師傅的教導(dǎo)下了解試驗(yàn)設(shè)備的使用情況，閱讀操作試驗(yàn)儀器的注意事項(xiàng)及操作規(guī)程，在保證安全的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。 本次試驗(yàn)采用應(yīng)變片測(cè)試軸箱彈簧的動(dòng)應(yīng)力，采用高精度位移傳感器測(cè)試了軸箱彈簧對(duì)構(gòu)架垂向、橫向位移。測(cè)試方法分別按照正常疲勞試驗(yàn)工況運(yùn)行，全部過程實(shí)測(cè)軸箱彈簧的動(dòng)態(tài)應(yīng)力。 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)彈簧情況 ，標(biāo)定彈簧測(cè)點(diǎn)，如圖，分別標(biāo)記兩組彈簧的測(cè)點(diǎn)。 表 22 彈簧編號(hào) 結(jié)構(gòu)類型 生產(chǎn)廠家 A 新機(jī)構(gòu) 寧津 B 老結(jié)構(gòu) 寧津 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 23 兩組彈簧的測(cè)點(diǎn) 分別改變測(cè)試角度，彈簧的測(cè)點(diǎn)通道匯總。 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 把兩組不同結(jié)構(gòu)形式的彈簧按不同測(cè)點(diǎn)兩兩分組，標(biāo)記號(hào)碼，然后把彈簧放到彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行加載，然后變換不同的加載力、加載方向，然后記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。上述各個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變信號(hào)均采用 HBM 數(shù)字式動(dòng)態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行全程連續(xù)采集，采樣頻率設(shè)置為 100Hz，高于各測(cè)點(diǎn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻率的 10 倍，可確保采樣數(shù)據(jù)的真實(shí)性；該測(cè)試系統(tǒng)精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可實(shí)現(xiàn)全程連續(xù)采樣，因而能夠保證測(cè)試數(shù)據(jù)的完備性。 表 23 彈簧測(cè)點(diǎn)通道 減震彈簧 彈簧類別 彈簧號(hào) 應(yīng)變花所在部位 應(yīng)變片號(hào) 方向 通道號(hào) 天津新結(jié)構(gòu) A 下部第二圈 A10 0 度 15 A145 45 度 8 A190 90 度 21 中部正對(duì)行車方向 A20 0 度 9 A245 45 度 10 A290 90 度 11 與 A2 應(yīng)變花成 90 度方向的同一圈靠上外側(cè) 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(yīng)變花對(duì)應(yīng)位于彈簧內(nèi)側(cè) A50 0 度 24 A545 45 度 27 A590 90 度 22 與 A3 應(yīng)變花對(duì)應(yīng)位于彈簧內(nèi)側(cè) A60 0 度 25 A645 45 度 26 A690 90 度 7 與 A4 應(yīng)變花對(duì)應(yīng)位于彈簧內(nèi)側(cè) A70 0 度 13 A745 45 度 33 A790 90 度 12 天津老結(jié)構(gòu) B 下部第二圈 B10 0 度 15 B145 45 度 8 B190 90 度 21 中間正對(duì)行車方向 B20 0 度 9 B245 45 度 10 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） B290 90 度 11 與 B2 應(yīng)變花成 90 度方向的同一圈靠上外側(cè) 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(yīng)變花對(duì)應(yīng)位于彈簧內(nèi)側(cè) B50 0 度 24 B545 45 度 27 B590 90 度 22 與 B3 應(yīng)變花對(duì)應(yīng)位于彈簧內(nèi)側(cè) B60 0 度 25 B645 45 度 26 B690 90 度 7 與 B4 應(yīng)變花對(duì)應(yīng)位于彈簧內(nèi)側(cè) B70 0 度 13 B745 45 度 33 B790 90 度 12 ? 縱向試驗(yàn)頻率： ? 橫向試驗(yàn)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(yàn)載荷：最小試驗(yàn)力 42kn，最大試驗(yàn)