彈簧是航天航空及現(xiàn)代武器裝備領(lǐng)域廣泛使用的一種彈性元件。疲勞斷裂和應(yīng)力松弛是彈簧的主要失效形式,在航天航空飛行器長期工作或現(xiàn)代武器裝備長期貯存的過程中,機(jī)構(gòu)中的彈簧往往會出現(xiàn)應(yīng)力松弛現(xiàn)象。由于應(yīng)力松弛導(dǎo)致彈性元件性能下降或失效將影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此,對彈簧應(yīng)力松弛規(guī)律進(jìn)行研究,對其服役壽命進(jìn)行預(yù)測具有重要的工程應(yīng)用價值和意義。本文以某型飛機(jī)艙門上位鎖中的彈簧為研究對象,通過應(yīng)力松弛試驗、理論推導(dǎo)及數(shù)值模擬研究了高溫下螺旋壓縮彈簧的應(yīng)力松弛特性,并對室溫下彈簧應(yīng)力松弛服役壽命進(jìn)行預(yù)測。首先,針對傳統(tǒng)彈簧應(yīng)力松弛測試方法存在的缺陷搭建了彈簧應(yīng)力松弛連續(xù)動態(tài)測試裝置。該測試裝置能夠保證應(yīng)力松弛試驗加載位移恒定,并實時監(jiān)測載荷變化。利用測試裝置針對某飛機(jī)艙門鎖機(jī)構(gòu)中的螺旋壓縮彈簧在不同溫度及不同載荷條件下分別進(jìn)行應(yīng)力松弛試驗,得到其松弛動力學(xué)曲線,并基于Arrhenius模型建立了彈簧在室溫下的應(yīng)力松弛服役壽命預(yù)測模型。其次,基于應(yīng)力松弛和蠕變現(xiàn)象在機(jī)理上的統(tǒng)一性,利用金屬材料蠕變理論并結(jié)合圓柱螺旋彈簧的受力特點(diǎn),推導(dǎo)出用于描述彈簧材料應(yīng)力松弛行為的蠕變本構(gòu)方程,由應(yīng)力松弛試驗結(jié)果得到... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

艙門鎖機(jī)構(gòu)彈簧[1]

圖 1-2 螺栓螺母測試法[2]Fig.1-2 Bolt and nut test method[2]圖 1-3 螺栓螺母周期作業(yè)法試驗結(jié)果esults of periodic operation method for 載荷條件下,金屬材料或零件的變過單向應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變試驗來漸轉(zhuǎn)化為蠕變變形導(dǎo)致材料的應(yīng)同的。應(yīng)力松弛和蠕變在機(jī)理上

實時監(jiān)測載荷變化。通過該裝置進(jìn)行加速試驗可獲得彈簧應(yīng)力松弛的加速退化數(shù)據(jù)，利用應(yīng)力松弛失效閾值可外推出彈簧在工作條件下的服役壽命及可靠性指標(biāo)。這種方法在很大程度上提高了評估效率，對順利完成彈簧的研發(fā)、定型等任務(wù)具有顯著的應(yīng)用價值。圖 1-2 螺栓螺母測試法[2]Fig.1-2 Bolt and nut test method[2]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含間隙多體系統(tǒng)銷軸磨損動力學(xué)仿真研究[J]. 李華杰,劉宏昭.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2017(07)
[2]硅錳合金扭簧應(yīng)力松弛行為研究[J]. 趙華,王廷喜,王萌,牛瑛奎.  固體力學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[3]鈦合金高溫短時蠕變與應(yīng)力松弛的關(guān)系研究[J]. 劉坡,宗影影,郭斌,單德彬.  材料研究學(xué)報. 2014(05)
[4]基于多因素耦合的機(jī)構(gòu)可靠性仿真試驗方法[J]. 孫中超,喻天翔,崔衛(wèi)民,宋筆鋒.  宇航學(xué)報. 2013(11)
[5]基于連續(xù)接觸“有效長度模型”及Archard磨損的運(yùn)動可靠性分析[J]. 萬朝燕,趙旭,李文成.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2013(05)
[6]7055鋁合金薄板件時效應(yīng)力松弛成形有限元模擬[J]. 周建強(qiáng),張賢杰,王俊彪.  兵器材料科學(xué)與工程. 2013(03)
[7]基于蠕變公式的時效應(yīng)力松弛行為預(yù)測模型[J]. 湛利華,王萌,黃明輝.  機(jī)械工程學(xué)報. 2013(10)
[8]Ti6Al4V合金高溫拉伸變形Norton-Hoff與Arrhenius本構(gòu)理論的模型化與比較（英文）[J]. 張超,李小強(qiáng),李東升,金朝海,肖軍杰.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(S2)
[9]60Si2Mn螺旋彈簧的壓縮應(yīng)力松弛行為與貯存壽命預(yù)測[J]. 張保山,王永平,李志勇,彭良明.  實驗力學(xué). 2011(06)
[10]考慮運(yùn)動副間隙的機(jī)構(gòu)動態(tài)特性研究[J]. 白爭鋒,趙陽,趙志剛.  振動與沖擊. 2011(11)

碩士論文
[1]0Cr18Ni9不銹鋼彈簧蠕變和應(yīng)力松弛研究[D]. 李騰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]微型拉簧、扭簧應(yīng)力松弛測試與壽命分析[D]. 劉斌.天津大學(xué) 2014
[3]硅錳合金彈簧鋼力學(xué)性能研究[D]. 王萌.西南交通大學(xué) 2013
[4]彈簧鋼的應(yīng)力松弛行為研究[D]. 王廷喜.西南交通大學(xué) 2012
[5]螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛的動態(tài)研究及服役壽命預(yù)測[D]. 魏芳榮.天津大學(xué) 2007



本文編號：3390528