螺旋弹簧(1Cr18Ni9)的应力松弛——动力学方程及稳定化技术

根据螺旋弹簧工作时主要承受剪切应力,研究并推导了弹簧应力松弛动力学方程。测定了不同温度下弹簧应力松弛曲线,拟合了松弛曲线方程。用热力学理论解释了螺旋弹簧松弛现象。提出了改进弹簧稳定性的技术措施。     

斜圈弹簧应力松弛研究及寿命预测

为了预防长时间的高温高压环境所产生的应力松弛现象,本文将传统应力松弛理论与Arrhenius理论相结合建立用于斜圈弹簧的应力松弛模型。通过在不同载荷和不同温度下的应力松弛加速试验,探究弹簧应力松弛模型参数的变化规律,实现预测实际工作环境下斜圈弹簧的松弛特性以及服役寿命。通过workbench对单圈弹簧进行有限元仿真分析,不仅可以得出弹簧的载荷松弛量和内部等效应力松弛率,还可以看出在弹簧发生应力松弛后的位移变化以及蠕变量的大小。通过改变弹簧的结构参数,运用workbench分析不同结构参数下单圈弹簧的应力松弛率,探究结构参数与应力松弛率之间的关系,为提高弹簧寿命给出理论依据。     

铍青铜C17500应力松弛特性研究

铍青铜C17500作为超导材料用于电力连接器的弹簧触指。为了预防弹簧触指的应力松弛现象,从铍青铜材料本身应力松弛特性入手研究,建立基于Norton蠕变理论的单轴应力松弛模型,并结合Arrhenius理论进行模型改进。通过不同载荷和不同温度下的铍青铜应力松弛试验,拟合出改进的应力松弛本构方程,得出不同载荷和不同温度下模型参数的预测曲线,依据预测曲线实现对铍青铜材料在特定温度下不同应力水平的应力松弛特性分析。     

螺旋弹簧(1Cr18Ni9)的应力松弛——应力松弛组织电镜观察

本文测定了不同温度下弹簧应力松弛曲线,拟合了松弛曲线方程。利用透射电镜观察了松弛前后的弹簧材料的TEM组织变化。认为应力松弛过程是位错排列趋向均匀规整,应力和亚结构趋向均匀过程。     

不锈钢弹簧蠕变与应力松弛行为研究

为了研究电力高压开关柜触头抱紧不锈钢弹簧的蠕变与应力松弛行为,建立不锈钢材料的蠕变本构方程,并建立不锈钢弹簧的有限元模型,对蠕变与应力松弛行为进行模拟,分析温度和丝径对不锈钢弹簧蠕变行为的影响。结果表明,环境温度越高,不锈钢弹簧的蠕变应变越大;不锈钢弹簧服役温度从25℃提高至320℃,24 h蠕变应变增大5倍;丝径增大,不锈钢弹簧的应力减小,蠕变应变也随之减小;丝径从0.8 mm增大至1.1 mm, 24 h蠕变应变从0.8%减小至0.09%。     

喷油器调压弹簧的失效分析及预防

本文根据我厂使用较调压弹簧的现状，试通过应力和强度分析方法探讨调压弹簧疲劳断裂及应力松弛产生的机理，并从弹簧结构设计、材料选用及制造工艺等方面提出了相应的预防措施。     

断路器弹簧应力松弛研究

利用商用有限元软件ANSYS,对真空断路器弹簧操动机构超程螺旋弹簧的非线性蠕变应力松弛现象进行了研究。根据所建立的断路器超程弹簧三维有限元分析模型,求得了弹簧在位移栽荷作用下弹簧体内蠕变松弛应力的衰减情况。分析表明在外部载荷作用下,由于弹簧中的弹性变形会向微塑性变形转变,使得弹簧内剩余应力逐渐减小,并表现出了较明显的非线性。并且初始应力越大,蠕变应力松弛速率也会越大,但在稳态阶段,初始应力对残余应力的衰减速度几乎没有影响,研究结果对于今后断路器弹簧操动机构超程弹簧及其它弹簧的强度设计和维护有一定的参考价值。     

耐热阀门弹簧合金材料的研究

分析了化学元素对耐高温阀门弹簧合金材料性能及组织的影响，研究了合金在不同热处理工艺下对合金组织及其力学性能的影响。把绕制的阀门弹簧同进口产品在不同温度下进行了抗高温松弛实验，结果表明，该弹簧松弛与进口产品相当。     

GH4169合金的高温应力松弛行为及蠕变本构方程

针对涡轮盘用GH4169合金,在不同温度(550,650,750℃)下开展了应力松弛试验,并根据应力松弛曲线建立了蠕变本构方程。结果表明:GH4169合金在不同温度下的应力松弛曲线呈现出相同的特点,整个应力松弛过程可以分为快速松弛和缓慢松弛并趋于稳定两个区段;拟合曲线与试验曲线的符合程度表明二阶指数衰减函数可以很好地用来描述该合金的应力松弛过程;不同温度下应力-蠕变应变速率关系曲线可划分为低应力区、过渡区和高应力区三个区段,在低应力区与高应力区,应力与蠕变应变速率关系基本呈线性相关;通过Origin8.0软件对应力-蠕变应变速率关系曲线进行拟合得到了不同温度下的材料常数,建立了该合金的蠕变本构方程。     

用形状记忆合金弹簧主动控制转子振动

选择形状记忆合金（shape memory alloy,SMA）制作的弹簧元件作为转子系统的弹性支承，研究对转子振动的主动控制。利用SMA近似的应力－应变－温度的多项式模型，推导出SMA弹簧的非线性恢复力模型。运用简化的势和学模型，建立SMA弹簧的温度控制系统，以电流加热的方法改变SMA的温度。在数值仿真中，设计了给定温度曲线，计算出电流功率，并验证了改进后系统的振动抑制效果。仿真结果表明该方法能将转子最大振幅减少30％以上。     

SA213-T92钢焊管残余应力的高温松弛行为

对SA213-T92钢焊管在600~750℃进行了不同时间的退火处理,对退火前后的残余应力进行了测定,对应力的热松弛行为进行了分析,根据高温松弛动力学曲线计算得到了松弛激活能。结果表明:退火前焊管接头表面的纵向残余应力高于横向的,两者分布规律相似,离焊缝越远,残余拉应力越小;不同温度退火后焊管接头表面的残余应力比退火前均有降低,随着退火温度的升高,残余拉应力逐渐降低;根据不同退火温度下焊缝残余应力的热松弛动力学曲线,求得蠕变等效方程中的系数B为5.07×104,应力指数n为4.4及应力松弛激活能Q为242kJ·mol-1。     

压缩螺旋弹簧应力松弛性能及电强压处理专机的研制

本文介绍了几种材料的压缩螺旋弹簧的应力松弛性能及其影响因素。由于采用热、磁和电强压处理能显著提高各种弹簧的抗应力松弛性能,进而综合利用机、电、热处理及计算机控制等知识,采用模块化设计原理,试制了电强压处理专机(DQY),使弹簧处理快速、高效。     

不同温度下胶乳复合垫片蠕变松弛特性分析

螺栓法兰接头的垫片在高温下长期使用,会发生蠕变松弛。垫片的蠕变松弛会导致接头内部流体泄漏,因此建立一种预测密封垫片蠕变和应力松弛的方法尤为重要。利用三参量开尔文流体模型建立一种预测垫片高温蠕变残余应力随时间变化的解析模型,并对胶乳复合垫片进行不同温度、不同应力载荷的蠕变松弛实验。研究结果表明：胶乳复合垫片在相同应力载荷下温度越高残余应力整体下降越明显,且应力载荷越大,损失的应力越多,随时间的推移,残余应力下降逐渐平缓;垫片的高温蠕变松弛行为会导致垫片质量和厚度下降,但随着垫片应力载荷的继续增加,垫片质量和厚度下降的趋势会有所减缓,而随温度的增加,质量和厚度持续降低,且下降趋势不会变缓。三参量开尔文流体模型的预测值与实验数据非常接近,最大误差为4.104%,该模型可以准确地描述垫片的力学行为以及垫片由于蠕变松弛引起的应力载荷损失。     

基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型

研究时效成形过程蠕变与应力松弛行为的关联规律及其转换模型。通过分析金属材料蠕变与应力松弛行为的产生机理及其相互关系,分别建立基于加工硬化假说和时效假说的蠕变-应力松弛基本转换模型。在此基础上,针对蠕变/应力松弛时效成形过程将蠕变与时效同步进行的特征,进一步建立基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型。以铝合金7055T6为试验材料,在120℃时效温度下分别进行不同应力水平下的蠕变与应力松弛试验,利用SPSS和Origin软件,开展蠕变本构方程中的材料常数拟合分析,并引入时效应力松弛预测模型,实现对应力松弛行为的预测。经不同应力水平下的预测结果与试验结果对比分析表明,该模型能较好地实现对时效成形过程中的应力松弛行为预测。     

焊接后热与焊后热处理温度对焊接残余应力松弛的试验研究

针对工程实际，研究了焊接后热与焊后热处理温度对焊接残余应力松弛的影响，结果表明：在一定温度下，焊接后热对焊接残余应力的松弛效果不明显，而焊后热处理可以大幅度地消除焊接残余应力。     

基于ABAQUS的橡胶密封圈应力松弛分析

橡胶O形密封圈在高温工况下会发生应力松弛并导致密封失效。基于橡胶黏-超弹本构模型,利用有限元软件ABAQUS建立橡胶O形密封圈与沟槽接触的非线性有限元模型,分析O形密封圈在不同压缩率、不同油压、不同温度下的应力松弛情况及应力分布。结果表明:接触界面上的接触应力分布近似呈抛物线;O形密封圈应力在初期先急剧衰减,而后逐渐缓慢降低;压缩率和油压对应力松弛影响不大,但油压太大会降低密封可靠性;温度升高使应力松弛速率明显增大,并使最终应力降低,降低密封的可靠性。     

弹簧的应力松弛及试验研究

应力松弛和断裂是弹簧及弹性元件失效的两种主要模式。断裂,特别是疲劳断裂失效具有突发性,其危害性非常明显,而应力松弛或弹性衰减失效具有渐进性和隐蔽性,往往被人们忽视。实际上,弹簧及弹性元件的功能逐步丧失甚至比完全丧失所带来的损失更为惊人。     

Cr5支承辊用钢的应力松弛性能分析

对Cr5支承辊用钢的应力松弛特性进行研究,开展珠光体组织在不同温度及初始应力水平下的应力松弛试验。结果表明,Cr5珠光体组织的应力松弛曲线呈现相同特点,整个过程分为快速松弛阶段和缓慢松弛及趋于稳定阶段,快速松弛阶段大约持续5～10 h。松弛特性与温度、时间及应力水平有关,其中温度为显著影响因素,温度越高,松弛进程进行得越快。     

圆柱螺旋弹簧的喷丸强化研究

本文对弹簧喷丸强化后的表面残余应力及其在疲劳过程中的松弛，以及喷丸强化对疲劳性能的影响等进行了研究。结果指出，在适宜的喷丸强化工艺下，喷丸弹簧可达到国际上公认的２．３×１０＾７次数的疲劳寿命。     

金属高温应力松弛行为研究

根据高温下金属应力松弛的基本特征，提出用以描述应力松驰行为的表达式。该表达式可用于拟合松弛试验结果，并根据试验结果预测下同初应力时的应力松弛行为。本文还推导了重复加载条件下松弛剩余应力的计算公式。用于同材料试验数据的验证结果表明，本文提出的表达式和方法具有广泛的适应性良好的预测精度。