题目
3. 某汽车弹簧,在未装满载时已变形到最大位置,缺载后可完全恢复到原来状态;另一汽车弹簧,使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及改变措施。
3. 某汽车弹簧,在未装满载时已变形到最大位置,缺载后可完全恢复到原来状态;另一汽车弹簧,使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及改变措施。
题目解答
答案
答:第一种故障主要是材料的刚度(弹性模量)不足,抵抗弹簧变形能力不够;改进措施:(1)更换弹性模量高的材料;(2)改变材料的截面形状尺寸。第二种故障主要是材料的弹性极限偏低所致;改进措施:(1)更换弹性极限高的材料(2)对材料进行适当热处理
解析
步骤 1:分析第一种故障
在未装满载时,弹簧已变形到最大位置,缺载后可完全恢复到原来状态。这表明弹簧在最大载荷下发生了弹性变形,即在载荷去除后,弹簧能够恢复到其原始形状。这种现象说明弹簧材料的弹性模量(刚度)不足以抵抗变形,导致在最大载荷下弹簧就达到了其弹性极限。
步骤 2:分析第二种故障
使用一段时间后,弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。这表明弹簧材料的弹性极限偏低,即在载荷去除后,弹簧不能完全恢复到其原始形状,而是发生了永久变形。这种现象说明弹簧材料的弹性极限不足以抵抗载荷,导致在使用过程中弹簧逐渐发生塑性变形。
步骤 3:提出改进措施
对于第一种故障,改进措施包括:(1)更换弹性模量高的材料,以提高弹簧的刚度;(2)改变材料的截面形状尺寸,以提高弹簧的抗变形能力。对于第二种故障,改进措施包括:(1)更换弹性极限高的材料,以提高弹簧的抗塑性变形能力;(2)对材料进行适当热处理,以提高弹簧的弹性极限。
在未装满载时,弹簧已变形到最大位置,缺载后可完全恢复到原来状态。这表明弹簧在最大载荷下发生了弹性变形,即在载荷去除后,弹簧能够恢复到其原始形状。这种现象说明弹簧材料的弹性模量(刚度)不足以抵抗变形,导致在最大载荷下弹簧就达到了其弹性极限。
步骤 2:分析第二种故障
使用一段时间后,弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。这表明弹簧材料的弹性极限偏低,即在载荷去除后,弹簧不能完全恢复到其原始形状,而是发生了永久变形。这种现象说明弹簧材料的弹性极限不足以抵抗载荷,导致在使用过程中弹簧逐渐发生塑性变形。
步骤 3:提出改进措施
对于第一种故障,改进措施包括:(1)更换弹性模量高的材料,以提高弹簧的刚度;(2)改变材料的截面形状尺寸,以提高弹簧的抗变形能力。对于第二种故障,改进措施包括:(1)更换弹性极限高的材料,以提高弹簧的抗塑性变形能力;(2)对材料进行适当热处理,以提高弹簧的弹性极限。