弹簧应力松弛反常载荷损失及原因分析

揭示弹簧应力松弛性能与材料组织之间的联系,对研究开发弹簧新材料、提升弹簧性能等具有重要的意义。本工作以圆柱螺旋压缩弹簧为例,采用周期试验法研究了试验温度和初始载荷对弹簧载荷损失和微观组织的影响。结果表明,温度和初始载荷耦合作用会引起载荷损失的反常变化——施加较低的初始载荷条件下温度较低时载荷损失较大,应力松弛后弹簧材料内形成了由位错富集区与位错贫瘠区组成的条带状组织。根据材料的组织特征,通过引入可激活位错与不可激活位错、可激活应力与不可激活应力的概念,导出了应力松弛的对数方程,明确了该方程的物理含义,解释了载荷损失的反常变化现象。由此认为应力松弛是可激活位错在可激活应力和热激活共同作用下运动引起的。