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 ф_max, у_max статической весовой нагрузки, но также рассчитать пружину на усталостную прочность. Определить величины переменных напряжений ф_а, у_а вызываемых, главным образом, колебаниями надрессорного строения. Амплитудные значения переменного напряжения ф_а, у_а следует принимать равными 0,5*ф_max, 0,5*у_max. Предел выносливости стали при касательном напряжении определяется из выражения ф_-1=0,75*у_-1. Предел выносливости стали при нормальном напряжении у_-1 зависит от метода упрочнения поверхности.

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

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

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

ш_ф=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.