彈簧材料的疲勞現(xiàn)象

　　應力種類（如反復彎曲、拉壓、反復扭轉(zhuǎn)或復合應力）不同時，其疲勞極限不同。材料的疲勞現(xiàn)象存在以下一些規(guī)律。

　　1）彈簧承受的變應力最大值越高，斷裂前所能承受的應力循環(huán)周次N越小;而應力最大值越低，斷裂前的應力循環(huán)周次N越大。在一定條件下，彈簧工作時產(chǎn)生的應力最大值低于某值時，材料可經(jīng)受無限次應力循環(huán)而不發(fā)生斷裂。從疲勞曲線（S-N曲線）可明顯地看到，當應力最大值低于某值后，曲線逐漸與橫坐標平行，成為定值，此時的應力值即為疲勞極限。

　　2）實踐證明，大多數(shù)彈簧材料的疲勞曲線在 10^7周次后變?yōu)樗剑猩饘俸湍承┏邚姸蠕摰钠谇€無明顯水平部分，需經(jīng) 10^8周次或更多周次應力循環(huán)后才能有條件地確定疲勞極限。為了方便起見，常根據(jù)實際需要規(guī)定一有限值，把應力循環(huán)周次超過此有限值而不斷裂的最大應力稱為彈簧材料的條件疲勞極限。

　　3）對于受正負交變循環(huán)應力作用的彈簧材料，在最大應力相同的前提下，應力為對稱循環(huán)相比應力為不對稱循環(huán)而言對彈簧材料造成的損害更大。當應力為不對稱循環(huán)時，若最大應力相同，則應力循環(huán)不對稱的程度越大，試件斷裂前經(jīng)受的應力循環(huán)周次越多。亦即對彈簧材料造成的損害越小。

　　4）不同彈簧材料，雖有相同的疲勞極限，但其疲勞曲線斜線部分的左右位置和傾斜角大小可能不同。這表明彈簧材料對疲勞過載荷（應力超過疲勞極限時的載荷）的抗力不同。疲勞曲線傾斜部分各點的應力水平與相對應的循環(huán)周次稱為過載持久值或有限周次的疲勞強度。全面評價彈簧材料的疲勞抗力時，應有完整的疲勞曲線。

　　5）彈簧材料的疲勞曲線是由實驗測定的，實驗數(shù)據(jù)的分散性是很大的。嚴格地說 S-N曲線實際上是一個曲線帶，如圖2-2b所示。因此，疲勞曲線應看作是一組試驗所得的分散帶的均值。當疲勞數(shù)據(jù)足夠多時，可將數(shù)據(jù)用概率統(tǒng)計法畫出不同破壞概率的一組疲勞曲線，即P-S-N曲線，其中 P表示疲勞破斷概率。通常繪出的 S-N曲線相當于破斷概率 P=50??P-S-N曲線。

　　6）影響疲勞性能的因素很多，除去彈簧材料本身外，零件的制作工藝、使用環(huán)境等都有不同的影響。因此對于一些重要的零件，在定型時需要進行疲勞試驗。