喷丸强化预防汽车零件扭转疲劳

立帜汽车制造网 扭转疲劳

　　扭转疲劳也是一种可通过抛丸/喷丸强化来有效克服的失效形式，因为其拉应力集中在工件表面。扭转载荷产生的应力可在水平方向也可以是垂直方向，而最大拉应力则发生在与零件水平轴成45度的方向。

　　低强度材料则容易在垂直剪切面处由于扭转疲劳而发生失效断裂。那是因为它们对于剪切力的承受性弱于对拉伸力的承受性。高强度材料则最容易在与工件水平轴成45度的方向发生失效断裂，那是因为它们对于拉伸力的承受性弱于对剪切力的承受性。

　　压缩弹簧

　　压缩弹簧受高交变载荷作用且最大应力多发生在弹簧材料的表层，所以抛丸/喷丸强化也是提高压缩弹簧疲劳强度的理想工艺。弹簧材料在轧制、拉拔、卷制和压缩过程中造成拉应力。除了服役后处于高交变载荷的工况条件，卷制工艺本身会使弹簧内圈形成破坏性的拉应力。

　　抛丸/喷丸强化导入一个反作用的压应力，是表面转变成残余压力层，强度约150 ksi (1035 MPa).。这是弹簧极限拉伸强度(UTS)的60%，其结果实现了弹簧疲劳寿命延长到500,000次载荷作用次数，而不发生失效。

　　除压簧外，抛丸/喷丸强化同样适用于其它弹簧如拉簧、扭簧、悬架弹簧、板簧等的强化加工。疲劳失效点通常发生在残余拉应力和承受的交变载荷应力集中作用的地方，所以不同弹簧的强化部位有所不同。

　　传动轴

　　传动轴是通过旋转来进行动力传动的，因此在其旋转构件上就会产生拉力载荷。由于绝大多数的传动轴都是大载荷承力构件，所以是抛丸/喷丸强化最佳的适用对象。传动轴通常发生失效的部位在花键、切口、圆角、键槽处。

　　扭杆

　　扭杆和横向推力杆是用于悬架和其它相关系统利的构件。通过扭杆的扭转变形达到缓冲作用来维持平稳性。当用于如汽车悬架系统等承受重复交变载荷的部件，抛丸/喷丸强化能实现零件轻量化且服役寿命更长。

　　汽车扭杆 - 汽车工业为轻量化目的，使用的是空心扭杆。抛丸/喷丸强化施用在载荷应力最集中的扭杆外圈。对于重型车辆（如重载卡车、赛车等），裂纹还会发生在扭杆内圈，这里也受到扭力载荷作用。