82B là một loại thép lò xo cacbon-cao có đặc điểm là cường độ và độ cứng cao nhưng rất nhạy cảm với các tạp chất, sự phân tách, khuyết tật bề mặt, ứng suất dư và các yếu tố môi trường. Sự cố lò xo thường không phải do một yếu tố duy nhất gây ra mà là kết quả tổng hợp của vật liệu, quy trình sản xuất và điều kiện vận hành. Hôm nay chúng ta sẽ nói về giai đoạn thứ tám: Điều kiện tải: Lỗi cơ học thuần túy.
8. Điều kiện tải: Lỗi cơ học thuần túy
8.1 Gãy xương do mỏi
- Vấn đề: Lò xo chịu tải tuần hoàn trong thời gian dài và biên độ ứng suất vượt quá phạm vi cho phép của vật liệu hoặc thiết kế.
- Cơ chế: Tải trọng tuần hoàn gây ra các vết nứt nhỏ trên các khuyết tật bề mặt, tạp chất hoặc các khu vực có ứng suất-cao. Vết nứt lan truyền một chút theo mỗi chu kỳ và cuối cùng, mặt cắt ngang còn lại-không thể chịu tải và bị gãy ngay lập tức.
- Hậu quả:
Gãy xương trong tuổi thọ định mức
Bề mặt vết nứt thể hiện vùng lan truyền mỏi và vùng đứt gãy tức thời
Thời gian ngừng hoạt động của hệ thống
Rủi ro an toàn
8.2 Sự giãn ứng suất và biến dạng vĩnh viễn
- Vấn đề: Lò xo ở trạng thái nén cao trong thời gian dài hoặc ứng suất làm việc gần đến giới hạn chảy.
- Cơ chế: Các sai lệch trong vật liệu di chuyển chậm và một phần biến dạng đàn hồi chuyển thành biến dạng dẻo không thể phục hồi, khiến tải trọng giảm theo thời gian.
- Hậu quả:
Chiều cao tự do trở nên ngắn hơn
Suy giảm lực lò xo
Mất lực tải trước
Cơ chế hoạt động thất bại
8.3 Gẫy do va chạm quá tải
- Sự cố: Tải trọng tác động tức thời vượt quá giá trị thiết kế xảy ra trong điều kiện làm việc.
- Cơ chế: 82B có độ bền cao nhưng độ dẻo dai hạn chế. Tải trọng tác động tác dụng trong thời gian ngắn và năng lượng tập trung. Vật liệu không thể hấp thụ năng lượng tác động thông qua biến dạng dẻo và dễ bị gãy giòn.
- Hậu quả:
Chụp nhanh tức thời
Các bộ phận bay ra ngoài
Thiệt hại cho các thành phần ngoại vi
Mối nguy hiểm an toàn
8.4 Khuếch đại cộng hưởng và ứng suất động
- Vấn đề: Tần số làm việc gần với tần số tự nhiên của lò xo.
- Cơ chế: Sự cộng hưởng sẽ làm tăng biên độ của lò xo và ứng suất động thực tế cao hơn nhiều so với ứng suất thiết kế tĩnh. Va chạm, va chạm cuộn dây hoặc ma sát cục bộ có thể xảy ra giữa các cuộn dây.
- Hậu quả:
Mùa xuân nóng lên
Thiệt hại bề mặt
Tăng tốc độ lan truyền vết nứt mỏi
Suy giảm hiệu suất nhanh chóng
8.5 Sự lan truyền vết nứt vi mô bề mặt
- Sự cố: Để lại những vết xước nhỏ, vết lõm hoặc vết nứt trong quá trình tạo hình hoặc gia công.
- Cơ chế: Dưới tải trọng tuần hoàn cơ học thuần túy, ứng suất tập trung ở đáy của khuyết tật bề mặt, và đầu vết nứt liên tục đóng mở, dần dần mở rộng vào trong.
- Hậu quả:
Gãy xương mỏi sớm
Gãy xương bắt đầu từ một vị trí cố định
Các khiếm khuyết tương tự dẫn đến lỗi hàng loạt
