Vpliv prednapetja na dinamično nosilnost vzvojne vzmeti : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2009

Disertacije   kot zasuka   mikrorazpoke   prednapetje   torzija   utrujanje   večosno napetostno stanje   vzvojne palične vzmeti   Vzvojne vzmeti   življenjska doba

Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo

Doktorska disertacija obravnava življenjsko dobo vzvojnih paličnih in vzvojnih votlih vzmeti v odvisnosti od prednapetja ter lomno mehanske lastnosti le-teh. Vzvojne vzmeti se uporabljajo za vzmetenje koles v mobilni tehniki. Vzvojne palične vzmeti so obremenjene na utrujanje in so občutljive na utrujenostni lom. Kakovost teh vzmeti se kaže v doseženi življenjski dobi in velikosti vzvojne napetosti, s katero je vzmet obremenjena med uporabo. Vzvojne palične vzmeti so zelo občutljive na površinske napake, kar zmanjšamo z gladilnim valjanjem. Večji delovni kot vzmeti dosežemo s prednapetjem v plastično področje. Življenjska doba vzvojnih paličnih vzmeti je odvisna od stopnje prednapetja in od velikosti dinamične obremenitve. Izdelan je računski model za napoved življenjske dobe vzvojnih paličnih vzmeti v odvisnosti od stopnje prednapetja in višine dinamičnega obremenjevanja za namensko izdelano vzmetno jeklo. Ugotovljena sta bila dva karakteristična loma; prečni lom vzmeti, ki nastane takrat, ko se pojavi iniciacija razpoke v notranjosti materiala, in spiralni lom vzmeti, ki nastane takrat, ko je prisotna površinska napaka. Vzvojnim votlim vzmetem povečamo življenjsko dobo s pomočjo tlačnega prednapetja v smeri osi vzmeti. Tlačno prednapetje in delovna vzvojna obremenitev tvorita dvoosno napetostno stanje, ki povečuje število ciklov, in s tem podaljša čas do iniciacije utrujenostne razpoke. Tlačno prednapetje ugodno vpliva tudi na lomno obnašanje vzvojnih votlih vzmeti, ker zmanjšuje vpliv kvalitete površine na življenjsko dobo. Tlačna napetost upočasni iniciacijo na površini votle vzvojne vzmeti, razpoka pa se širi pod vplivom ravninskega napetostnega stanja. Pri izmenično obremenjenih prednapetih vzvojnih votlih vzmeteh se razpoka širi v obliki dveh vijačnic po obodu votle vzmeti. V doktorski nalogi je analiziran pristop, ki omogoča povečanje življenjske dobe vzvojnih votlih vzmeti s pomočjo osnega prednapetja, tako da ga je možno razširiti še na druge vzvojno in upogibno obremenjene strojne elemente.

08.08.2023