碟形彈簧單位體積的變形能較大，用于吸收沖擊和消散能量，在受到載荷長期沖擊作用時(shí)，產(chǎn)生徑向貫穿裂紋；碟簧工作時(shí)位于碟簧凹面內(nèi)環(huán)面和端面交界處，承載max拉應(yīng)力，以下是碟簧失效分析：
1.由于材料成分不合理，成分偏析導(dǎo)致碟簧性能不均勻，例如，60Si2Mn作為碟簧材料時(shí)，含Si量偏低，降低碟簧屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致零件提前發(fā)生脆變，甚至開裂；含P量偏高，則加劇鋼的脆性傾向和成分偏析；而雜物的存在則分割了基體的連續(xù)性，成為裂紋敏感的區(qū)域，特別當(dāng)分布于零件表面時(shí)，容易造成壓力集中，為應(yīng)力腐蝕開裂優(yōu)先選擇了通道。
2.加工產(chǎn)生裂紋。碟形彈簧由熱鍛加工成型，淬火+高溫回火調(diào)質(zhì)處理，噴丸強(qiáng)化處理表面，整個(gè)加工過程中會(huì)出現(xiàn)碟簧內(nèi)部微裂紋，造成應(yīng)力集中，在使用過程中若負(fù)載過大會(huì)加速碟簧疲勞失效甚至開裂。
3.應(yīng)力腐蝕。碟簧工作時(shí)承受拉應(yīng)力，當(dāng)?shù)尚冻d荷，其內(nèi)部依然保持著殘余拉應(yīng)力，若碟簧長期工作在酸性液體或濕度較大環(huán)境，在拉應(yīng)力作用下，溶液中的氫發(fā)生聚集，吸附在表面的空穴、腐蝕坑等缺陷處，使表面能或原子健的結(jié)合力降低，局部應(yīng)力集中加劇，當(dāng)裂紋的形核功大于裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)，從而導(dǎo)致環(huán)境脆斷微裂紋的形核和擴(kuò)展，出現(xiàn)微裂紋，導(dǎo)致碟簧過早疲勞失效。
4.熱處理不合理。碟簧熱處理時(shí)，調(diào)質(zhì)處理，由于回火溫度與回火后的冷卻速度不當(dāng)或出現(xiàn)偏差（譬如回火后的冷卻速度過于緩慢），產(chǎn)生高溫回火脆性；熱處理表面出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象，對碟簧的疲勞壽命產(chǎn)生不良影響，使碟簧的彈性極限和疲勞壽命惡化，有利于促成裂紋的形成。
5.使用環(huán)境使碟簧產(chǎn)生進(jìn)一步的脆化。碟簧長期工作在高溫或低溫的環(huán)境下，其組織緩慢發(fā)生變化，出現(xiàn)進(jìn)一步脆化。
6.長時(shí)間使用產(chǎn)生材料脆化。材料長時(shí)間使用，碟簧內(nèi)部組織達(dá)到甚至超出其力學(xué)性能極限，造成脆化出現(xiàn)，過早產(chǎn)生疲勞失效。
以上每一種原因都會(huì)造成碟形彈簧在工作時(shí)產(chǎn)生疲勞失效，給生產(chǎn)應(yīng)用帶來損失，因此探究碟形彈簧承受載荷與形變之間的關(guān)系就十分具有應(yīng)用價(jià)值，針對目前碟簧的計(jì)算公式都適用于中小載荷下的局限，探究碟簧在大載荷下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，得出精度較高的計(jì)算式就顯得十分必要。
1.由于材料成分不合理，成分偏析導(dǎo)致碟簧性能不均勻，例如，60Si2Mn作為碟簧材料時(shí)，含Si量偏低，降低碟簧屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致零件提前發(fā)生脆變，甚至開裂；含P量偏高，則加劇鋼的脆性傾向和成分偏析；而雜物的存在則分割了基體的連續(xù)性，成為裂紋敏感的區(qū)域，特別當(dāng)分布于零件表面時(shí)，容易造成壓力集中，為應(yīng)力腐蝕開裂優(yōu)先選擇了通道。
2.加工產(chǎn)生裂紋。碟形彈簧由熱鍛加工成型，淬火+高溫回火調(diào)質(zhì)處理，噴丸強(qiáng)化處理表面，整個(gè)加工過程中會(huì)出現(xiàn)碟簧內(nèi)部微裂紋，造成應(yīng)力集中，在使用過程中若負(fù)載過大會(huì)加速碟簧疲勞失效甚至開裂。
3.應(yīng)力腐蝕。碟簧工作時(shí)承受拉應(yīng)力，當(dāng)?shù)尚冻d荷，其內(nèi)部依然保持著殘余拉應(yīng)力，若碟簧長期工作在酸性液體或濕度較大環(huán)境，在拉應(yīng)力作用下，溶液中的氫發(fā)生聚集，吸附在表面的空穴、腐蝕坑等缺陷處，使表面能或原子健的結(jié)合力降低，局部應(yīng)力集中加劇，當(dāng)裂紋的形核功大于裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)，從而導(dǎo)致環(huán)境脆斷微裂紋的形核和擴(kuò)展，出現(xiàn)微裂紋，導(dǎo)致碟簧過早疲勞失效。
4.熱處理不合理。碟簧熱處理時(shí)，調(diào)質(zhì)處理，由于回火溫度與回火后的冷卻速度不當(dāng)或出現(xiàn)偏差（譬如回火后的冷卻速度過于緩慢），產(chǎn)生高溫回火脆性；熱處理表面出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象，對碟簧的疲勞壽命產(chǎn)生不良影響，使碟簧的彈性極限和疲勞壽命惡化，有利于促成裂紋的形成。
5.使用環(huán)境使碟簧產(chǎn)生進(jìn)一步的脆化。碟簧長期工作在高溫或低溫的環(huán)境下，其組織緩慢發(fā)生變化，出現(xiàn)進(jìn)一步脆化。
6.長時(shí)間使用產(chǎn)生材料脆化。材料長時(shí)間使用，碟簧內(nèi)部組織達(dá)到甚至超出其力學(xué)性能極限，造成脆化出現(xiàn)，過早產(chǎn)生疲勞失效。
以上每一種原因都會(huì)造成碟形彈簧在工作時(shí)產(chǎn)生疲勞失效，給生產(chǎn)應(yīng)用帶來損失，因此探究碟形彈簧承受載荷與形變之間的關(guān)系就十分具有應(yīng)用價(jià)值，針對目前碟簧的計(jì)算公式都適用于中小載荷下的局限，探究碟簧在大載荷下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，得出精度較高的計(jì)算式就顯得十分必要。
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