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重庆弹簧厂介绍对弹簧材料性能的主要要求


重庆弹簧厂介绍对弹簧材料性能的主要要求:
(1)变形能V值要大(即弹簧模量E值要小)。
(2)强度,特别是疲劳强度要大。
(3)容易加工成型。用于制作弹簧的热固性和热塑性能否满足以上要求呢?
1. 关于变形能
热固性纤维增强塑料的V值比一般金属都大,可与弹簧钢相比
2. 关于塑料的强度和疲劳强度
以环氧树脂为胶粘剂的热固性塑料的抗拉强度σь很容易超过400N/mm²。一般热固性塑料与玻璃纤维增强塑料(GFRP)的疲劳强度之比为0.25—0.35,而与碳素纤维增强塑料(CFRP)的疲劳强度之比为0.5。
FRP是以CF为经线,以GF为纬线的交织品。胶粘剂采用最好的环氧树脂(其次可用酚醛树脂,一般可用不饱和聚脂树脂)FRP半熟化片(即予先将CF、GF浸渍过树肢,再固化到不发粘为止)。不仅强度高,而且应力呈单向分布,是制造板簧的理想材料。
3. 塑料的加工工艺性
不如钢,特别是热固性纤维增强塑料,无论在热态或冷态都很难制成螺旋弹簧,但FRP制作成板簧的工艺性和钢近似,只是加工方法不同而已。
热塑性的工艺性好,容易成形,生产率也高,但机械性能不如热固性塑料。
塑料,特别是热固性的纤维增强塑料可满足弹簧对材料的三项基本要求,同时还具有重量轻(比重为1.0—2.0)、耐腐蚀、电绝缘性好和容易着色等优点。设计者可根据需要,全面权衡,恰当选用。
弹簧设计程序
设计条件 塑料与金属的性能有许多差异,设计塑料弹簧时,应认真考虑以下问题:
(1)弹性模量;
(2)工作环境温度;
(3)载荷作用时间;
(4)变形量对E值的影响。
制造工艺
1、 小批量制造工艺
(1)制作变厚度塑料板;
(2)制作卷耳;
(3)用增强玻璃材料将塑料板和单独制作的卷耳组合为一体。
2、 大批量生产工艺
目前,适合于大批量生产塑料板簧的方法有许多种,主要根据弹簧使用的材料选择加工方法。基本流程是:
(1) 制作FRP塑料板
(2) 制作卷耳
(3)将FRP塑料板和卷耳组合在一起
实验性能
1、静态特性
(1) 一般性能
(2) 应力分布
2、动态特性
疲劳寿命是衡量弹簧动态特性的重要指标。实践证明,FRP板簧的疲劳寿命比钢制板簧好。英国GKN公司在液压伺服试验台上对FRP板簧做多向加载(模拟汽车在实际运行中的垂直力、倾翻力和纵向力)疲劳试验。根据汽车制造厂的规定,该车使用的钢制板簧以最大动行程的70%做台架疲劳试验,应能承受2×106作用次数。GKN公司宣布,该公司生产的FRP板簧可承受107作用次数的疲劳试验。
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