[發(fā)明專利]一種扭簧應(yīng)力松弛的動態(tài)測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810533327.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN110542522B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張慧博;李志鵬;金偉;任德春
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01N3/32
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及扭簧應(yīng)力測試領(lǐng)域，尤其涉及一種扭簧應(yīng)力松弛的動態(tài)測試方法。采用計算機程序控制扭轉(zhuǎn)試驗機循環(huán)載荷加載方式，模擬扭簧的實際使用工況，每周次循環(huán)中包含若干個微動循環(huán)；根據(jù)使用工況，在上下限扭轉(zhuǎn)角度包括上下限的范圍內(nèi)、在加載和/或卸載過程中的任何角度，加載所需次數(shù)和振幅的微動循環(huán)，扭簧經(jīng)多周次的全循環(huán)后測定扭矩值，并與試驗前的初始扭矩值進行對比，確定其應(yīng)力松弛行為。本發(fā)明的測試方法能夠準確反映扭簧實際使用時的應(yīng)力松弛情況，準確預(yù)測扭簧使用壽命，具有實際意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及扭簧應(yīng)力測試領(lǐng)域，尤其涉及一種扭簧應(yīng)力松弛的動態(tài)測試方法。

背景技術(shù)

對彈簧或其它彈性元件而言，在承受靜態(tài)載荷或動態(tài)交變載荷時都會發(fā)生承載能力隨承載時間的延長而下降的現(xiàn)象，被稱為應(yīng)力松弛或彈性衰退，這是彈簧及彈性元件在服役過程中常見的失效形式。因此，測試并預(yù)測彈簧的應(yīng)力松弛行為是研究彈簧使用壽命的重要手段。雖然，早在1868年J.c.Maxwell對應(yīng)力松弛規(guī)律及其影響因素進行相關(guān)研究，然而迄今人們對應(yīng)力松弛機制、發(fā)生條件等尚未建立起統(tǒng)一的理論，且無通用的應(yīng)力松弛測試方法。我國在1988年頒發(fā)《金屬應(yīng)力松弛試驗方法》(GB10120-88)，但也只是對于結(jié)構(gòu)件用棒材等金屬材料等作標準規(guī)定，并沒有針對彈簧產(chǎn)品的使用標準。

對于彈簧產(chǎn)品來說，應(yīng)力松弛試驗方法可分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試兩類，前者由于裝置簡單應(yīng)用較多，但對于在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下工作的各種彈性元件或構(gòu)件的應(yīng)力松弛的評定仍不通用，不能夠反應(yīng)彈簧產(chǎn)品的實際使用情況。而動態(tài)測試方法是一種更加貼合實際的測試方法，因要求在循環(huán)載荷(即在彈簧最大載荷和最小載荷的范圍內(nèi)作往復(fù)運動)下實驗，實驗裝置復(fù)雜、費時費事，很少被人采用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種扭簧應(yīng)力松弛的動態(tài)測試方法，采用循環(huán)載荷加載方式，模擬扭簧的實際使用工況且包含若干個微動循環(huán)，解決目前扭簧應(yīng)力測試方法偏差較大的問題。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種扭簧應(yīng)力松弛的動態(tài)測試方法，采用計算機程序控制扭轉(zhuǎn)試驗機循環(huán)載荷加載方式，模擬扭簧的實際使用工況，一個周次的循環(huán)中包含模擬實際工況的微動循環(huán)；根據(jù)使用工況，在上下限扭轉(zhuǎn)角度包括上下限的范圍內(nèi)、在加載和/或卸載過程中的任何角度，加載所需次數(shù)和振幅的微動循環(huán)，并與試驗前的初始扭矩值進行對比，確定其應(yīng)力松弛行為。

所述的扭簧應(yīng)力松弛的動態(tài)測試方法，扭簧每個工作循環(huán)后都由計算機程序控制測定其扭矩值，并與試驗前的初始扭矩值進行對比，如果扭矩值降低扭矩值最低容限值x％以上，試驗結(jié)束；如果扭矩值降低小于扭矩值最低容限值x％，繼續(xù)試驗，直至達到指定工作循環(huán)后，試驗結(jié)束。

所述的扭簧應(yīng)力松弛的動態(tài)測試方法，具體步驟如下：

(1)制備扭簧樣品，將扭簧安裝于夾具；

(2)根據(jù)實際使用工況，確定總循環(huán)周次N，加載角的最小扭轉(zhuǎn)角α、最大扭轉(zhuǎn)角β，微動角θ以及振幅△θ和振動次數(shù)n，扭矩值最低容限值x％；

(3)根據(jù)實際使用工況，將扭簧扭轉(zhuǎn)到最小扭轉(zhuǎn)角；

(4)根據(jù)實際使用工況，將扭簧扭轉(zhuǎn)到微動角；

(5)根據(jù)實際使用工況，在微動角附近做n次振幅為△θ的微動循環(huán)；

(6)根據(jù)實際使用工況，如果存在兩個以上的微動循環(huán)，則重復(fù)上述步驟4～5；

(7)根據(jù)實際使用工況，將扭簧加載到最大扭轉(zhuǎn)角，測定扭矩值，并與試驗前的初始扭矩值進行對比，如果扭矩值降低扭矩值最低容限值x％以上，試驗結(jié)束；如果扭矩值降低小于扭矩值最低容限值x％，繼續(xù)試驗；

(8)重復(fù)上述步驟3～7，直至循環(huán)次數(shù)達到總循環(huán)周次N后，試驗結(jié)束。