Расчет рессор и пружин на усталостную прочность

Так как пружины и рессоры надрессорного строения электровоза работают в сложном напряженном состоянии, меняющемся по асимметричному циклу, то необходимо выполнить не только расчет напряжений τmax, σmax статической весовой нагрузки, но также рассчитать пружину на усталостную прочность. Определить величины переменных напряжений τа, σа вызываемых, главным образом, колебаниями надрессорного строения. Амплитудные значения переменного напряжения τа, σа следует принимать равными 0,5*τmax, 0,5*σmax. Предел выносливости стали при касательном напряжении определяется из выражения τ-1=0,75*σ-1. Предел выносливости стали при нормальном напряжении σ-1 зависит от метода упрочнения поверхности.

Для определения коэффициента запаса усталостной прочности для пружин следует воспользоваться формулой:

где τ-1=0,75*5,8*108 =4,35*108 - предел выносливости стали, МПа;

kτ=1,05-1,1 - эффективный коэффициент концентрации напряжений.

ψτ=0,2-коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Коэффициент запаса усталостной прочности пружин I ступени:

Коэффициент запаса усталостной прочности пружин II ступени:

Коэффициент запаса усталостной прочности рессоры I ступени.

Для определения коэффициента запаса усталостной прочности для рессор следует воспользоваться формулой:

где - коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений;

- эффективный коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние состояния поверхности, желобчатость сечения рессорных листов и заделку их в хомуте.