專家咨詢 - 抗張強(qiáng)度 vs. 硬度：波簧和彈性擋圈的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

歡迎來(lái)到咨詢專家博客。在這里，我們?yōu)槟峁╆P(guān)于彈性擋圈和波簧方方面面的信息。本周我們要探討的是抗張強(qiáng)度及其之于波簧和彈性擋圈設(shè)計(jì)的重要性。

我們對(duì)材料的幾項(xiàng)物理屬性進(jìn)行了測(cè)量，以幫助您更好地理解材料在工作環(huán)境中的表現(xiàn)。在投入生產(chǎn)前對(duì)原材料進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，可以有效避免彈性擋圈和波簧過(guò)早出現(xiàn)故障。在 Smalley，我們?cè)诤辖饻y(cè)量中關(guān)注的一大物理屬性即是其極限抗張強(qiáng)度，這一屬性可以幫助我們的工程師設(shè)計(jì)出最符合您應(yīng)用需求的彈性擋圈和波簧。

什么是抗張強(qiáng)度，如何測(cè)量抗張強(qiáng)度？

抗張強(qiáng)度是材料在張力下的抗斷裂性，可以反映材料的應(yīng)力與應(yīng)變，以及材料的橫截面能力?？箯垙?qiáng)度可以由抗張測(cè)定儀測(cè)定?？箯垳y(cè)定儀會(huì)向材料施加一個(gè)機(jī)械拉力。然后生成一個(gè)上升曲線，顯示材料的抗張屬性，包括極限抗張強(qiáng)度，如圖 1 所示。超過(guò)該極限抗張強(qiáng)度后，材料即會(huì)變細(xì)并被拉斷，如圖 2 所示。

圖 1：應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由抗張測(cè)定儀生成的曲線，顯示極限抗張強(qiáng)度及斷裂點(diǎn)。

圖 2：抗張測(cè)定儀。材料在抗張測(cè)量中斷裂。

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什么是硬度，如何測(cè)量硬度？

硬度是材料具有的抗變形能力。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法是在材料表面按下金剛石壓頭，測(cè)量壓頭沿橫截面向下的距離。壓頭向下的深度與材料硬度成反比。

抗張強(qiáng)度 vs. 硬度

硬度測(cè)試通常需要考慮到準(zhǔn)確性和一致性問(wèn)題。從測(cè)量的推進(jìn)深度可以得出硬度，再與抗張強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)。這種間接的測(cè)量方式可能導(dǎo)致更多錯(cuò)誤。由于抗張測(cè)量能提供準(zhǔn)確的抗張強(qiáng)度讀數(shù)，因此這種測(cè)量方式更為準(zhǔn)確。

對(duì)于冷軋后的材料來(lái)說(shuō)，由于上下兩個(gè)表面（“A”）更多參與到工作工程中，因而會(huì)比圓形側(cè)邊緣（“B”）硬度更高。因?yàn)檫@個(gè)原因，在材料中心或邊緣附近測(cè)量的硬度讀數(shù)會(huì)有所不同。在抗張測(cè)量中，簧線會(huì)在同等壓力下斷裂，因此測(cè)量一致性更高。

抗張強(qiáng)度測(cè)量對(duì) Smalley 的設(shè)計(jì)過(guò)程具有哪些意義？

Smalley 工程師通過(guò)極限抗張強(qiáng)度來(lái)確定彈性擋圈和波簧所能承受的最大應(yīng)力。測(cè)量材料抗張強(qiáng)度對(duì)于 Smalley 的設(shè)計(jì)過(guò)程有重要意義，抗張強(qiáng)度能幫助計(jì)算波簧的理論循環(huán)壽命，或揭示使零件永久變形或材料斷裂所需要的應(yīng)力水平。抗張強(qiáng)度也可用于質(zhì)量檢查，以確保新進(jìn)的原材料符合行業(yè)規(guī)范。我們的工程專家也用這一屬性來(lái)確保生產(chǎn)的擋圈和波簧規(guī)格一致。

本周的內(nèi)容就到這里。歡迎繼續(xù)回到“詢問(wèn)專家”，了解更多有關(guān)波簧和彈性擋圈的知識(shí)。

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