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弹性元件的要求

文章出处:责任编辑:河北华洁人气:1536发表时间:2012-04-08 15:38:19
 

  1.弹性材料的基本要求
  一般情况下,弹性元件的制造材料应满足下列条件:
  有良好的塑性,便于波纹管类弹性元件的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等),获得足够的弹性和强高的弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证弹性元件的正常工作有好的焊接性能,满足波纹管类组件制造过程中的焊接工艺要求材料的弹性性能稳定,受时间和温度的影响小,低的滞后、应力弛豫与蠕变较好的耐腐蚀稳定性。
  2. 弹性材料的选用原则
  弹性元件的使用范围很广,工作条件和特性要求不一。因此,对材料提出了各种各样的要求。对于一些性能要求不太高的弹性元件,材料的选择就比较简便。如作为补偿用的波纹节(波纹膨胀节),要求在较高的温度和压力下工作,对弹性特性的要求不高。这类弹性元件可选用不锈钢材料制造。仪器仪表中的弹性元件有的要求导磁,而大多数要求用非磁性材料制成。在很多场合,要求材料具有高的(或低的)导电性。有些弹性元件要求在高温、高压条件下工作,这时材料必须具备耐热性和抗蠕变性能;当弹性元件与腐蚀性介质相接触,它应当有足够的耐腐蚀稳定性。
  对于弹性元件的材料来说,要满足各种各样的,有时往往是相互矛盾的全部综合性能要求是相当困难的。选择弹性材料时,应着重考虑满足元件的主要性能要求,然后再兼顾其他。譬如,某些仪器仪表中使用的弹性元件,对耐热性和导电性都提出了要求。但两者兼备的要求是相互矛盾的。元件的耐热性可以采用高合金化材料解决,而这会降低它的导电性;纯金属或低合金材料具有高的导电率,但是耐热性很低。在许多情况下,高的耐热性要求更为重要,因为提高电导率还可以通过其他途径实现。所以在这种情况下应该选用高合金化的耐热材料,虽然它的电导率不够高。
  3. 许用应力和安全系数
  要能保证弹性元件长期正常地工作,在设计时,必须使弹性元件上的工作应力满足一定条件。
  弹性元件使用的工作条件不尽相同,因此极限应力可以有不同的取法.一般情况下,弹性元件均在弹性范围内工作,因而极限应力可认为是材料的弹性极限;在交变载荷作用下的弹性元件,极限应力应选取材料的疲劳强度;高温条件下工作的弹性元件,极限应力可选取材料的蠕变极限;在容易失稳状态下使用的弹性元件,极限应力应认为是刚产生失稳时的临界应力。
  安全系数的大小由如下因素决定:弹性元件的使用场合及必须具备的可靠性,元件的工作条件和耐久性;材料力学性能参数测试的准确性等。
  安全系数值又决定于极限应力的选取类型(拉伸强度、弹性极限、屈服强度、疲劳强度或蠕变极限等)。大多数弹性元件是在弹性范围内工作,极限应力取作材料的弹性极限,这时安金系数可取得接近于1;但多数材料的弹性极限不易查到,通常只能采用屈服强度来计算,这时安全系数应取得大些。如果某种材料只知道拉伸强度如按拉伸强度计算的安全系数,应该选取得更大一些。具体选多大,要按照它们之间的关系确定。
  有些情况下,弹性元件没有所需要的计算方法(如压力计用弹性元件的疲劳寿命和耐久性、波纹管及膜片膜盒的稳定性等),另外材料的某些力学性能(如弹性极限、疲劳强度、蠕变极限等)均不知道。这时,弹性元件不能正常工作的极限应力,要用实验方法确定。
弹性元件常用材料。