钢板弹簧失效分析数据库经验总结

关于西安地铁钢弹簧断裂问题的分析一、故障描述西安地铁车在试运行阶段出现了轴箱钢弹簧在支撑圈处断裂,仍处于试运行阶段，钢弹簧断裂时累计已运行10649km。

二、故障原因分析钢弹簧由三部分组成，即支撑圈、过渡部位及有效圈，其中支撑圈起支撑作用，有效圈为实际工作圈。

根据故障树对断裂钢弹簧进行了设计原因分析、钢弹簧保护不当、钢弹簧本身质量原因三个大方向进行分析，详细分析如下：4.1.1设计原因分析●强度分析本项目钢弹簧材料采用52CrMoV4，该材质的钢弹簧组已用于动车组、城铁多个项目。

设计师钢弹簧进行静强度和疲劳强度计算，计算结果满足设计要求，相同参数已用于多个B型车项目。

排除设计强度不足原因导致钢弹簧断裂。

●疲劳分析钢弹簧组按照TB/T2211-2010进行了300万次疲劳试验，试验后钢弹簧未出现疲劳裂纹及断裂，符合标准及设计要求。

西安14号线4车2020年12月26日下线，运行10649km。

钢弹簧设计为全寿命，不会出现运行三个月就出现疲劳断裂的情况，排除由于疲劳问题导致的钢弹簧断裂。

●结构设计合理性分析钢弹簧设计阶段考虑了内外圈弹簧之间的安全距离，防止弹簧组在车辆运行过程中发生工作圈之间的磕碰，并确保弹簧组始终处于工作位置，排除钢弹簧运行过程中内外圈磕碰原因导致的断裂。

4.1.2钢弹簧保护情况分析●钢弹簧运输中的磕碰伤钢弹簧包装使用气泡垫将钢弹簧包裹后，成套装入木箱中。

运输采用汽运方式，要求物流方使用有棚车辆运输，钢弹簧组装前均须对包装及钢弹簧外观进行检查、确认。

2021年3月27日15时中车长客股份对断裂钢弹簧进行拆卸检查，钢弹簧外观未发现磕碰伤，排除由于磕碰伤原因致使钢弹簧断裂。

●酸碱腐蚀钢弹簧运输过程中使用有棚汽车运输，且已用气泡垫包裹，运输过程中不会受到雨水浸入，装车运行过程中有帽筒遮盖，构架上方有车体，不会有雨水浸入，现场拆卸检查发现钢弹簧漆水完好，未见腐蚀痕迹，排除酸碱腐蚀的原因。

4.1.3产品本身质量原因分析●产品理化性能分析问题发生后，检测中心对断裂钢弹簧、断裂钢弹簧同批次产品、5-13列装车钢弹簧产品同批次进行理化分析；1）原材料方面结果如下：表2 原材料含量可排除原材料材质等原因。

分析压缩弹簧弹力不足及断裂的原因
压缩弹簧是用弹簧钢制成，用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄。

弹簧在外力作用下变形，当外力消除后，弹簧可以恢复其状态。

许多工具和装置都是利用弹簧的特性进行复位的。

在使用过程中，发现五金压缩弹簧的弹性不足或断裂。

首先，压缩弹簧在使用过程中会表现出弹性不足的原因。

1、设计和生产参数不合理：只注意外径、内径、长度等参数，往往忽视导线截面积和节距的大小，导致弹性不足；
2、标准弹簧的选用不合理:选用较轻的载荷类型不能承受较重的载荷，导致感官弹性不足；
3、弹簧质量等级错误：一般弹簧采用优质弹簧或进口弹簧，感官弹性不足；
4、使用温度超过规定温度，弹性降低甚至丧失；
5、弹簧丝本身较软，或弹簧淬火温度低或保持时间不够长，或弹
簧成形后回火温度过高，时间长，导致拉伸、压缩强度达到但弹性不够。

第二，压缩弹簧在使用过程中断裂的原因
1、芯轴太小或弹簧水平放置，弹簧和芯轴磨损断裂；
2、心轴过小，装配面不平，两端定位面平行度差，均会造成弹簧压缩扭曲，产生局部高压并断裂。

3、心轴太短且端部没有倒角，这将导致弹簧与心轴之间的摩擦和磨损并断裂。

4、在机械弹簧圈之间混入异物，减少实际有效圈数，产生高应力使其断裂；
5、五金压缩弹簧串联使用后弯曲，超过芯轴或沉孔长度，或由于金属弹簧本身的微小差异而断裂，导致承载能力较弱，压缩量较大；
6、使用超过最大压缩量产生高效应力使弹簧断裂；
7、机械弹簧材料不均匀，或杂质含量过多导致应力集中断裂；
8、五金压缩弹簧的过度燃烧、腐蚀、高硬度和过度的长时间挤压会降低其拉伸和压缩强度，导致断裂。

挂架弹簧断裂失效分析挂架弹簧在吊装、运输和悬挂等方面广泛应用，但在实际使用过程中，由于一些因素的影响，挂架弹簧可能会发生断裂失效，给生产和生活带来安全隐患。

本文将从挂架弹簧失效的原因、表现及预防措施等方面进行分析。

首先，挂架弹簧的断裂失效原因主要有以下几个方面：1.疲劳：挂架弹簧在长期使用过程中受到千百次的往复应力作用，很可能发生疲劳断裂。

疲劳是弹簧断裂失效的主要原因之一。

2.过载：挂架弹簧的设计使用载荷与实际使用载荷不符，导致挂架弹簧超载，长期使用后断裂失效。

3.材料问题：挂架弹簧材料不合格，化学成分不符合标准，也可能导致挂架弹簧断裂失效。

其次，挂架弹簧的失效表现主要有以下四个方面：1. 挂架弹簧松动：当挂架弹簧松动后，会导致其加载能力降低，甚至导致其失效。

2. 挂架弹簧形变：因为挂架弹簧的负载特性并不是线性的，所以常常会发现随着负载加大，挂架弹簧的形变程度增加。

当挂架弹簧形变到极限时，会导致断裂失效。

3. 挂架弹簧裂纹：由于疲劳、材料问题等原因，挂架弹簧可能会出现不可见的裂纹，随着使用次数的增加，裂纹逐渐扩大，最终导致断裂失效。

4. 挂架弹簧变形或扭曲：挂架弹簧在使用过程中会经受各种应力作用，例如扭矩、剪切等。

当这些应力超出挂架弹簧的承受极限时，就会导致弹簧变形或扭曲，最终导致断裂失效。

最后，为了预防挂架弹簧的断裂失效，必须要采取以下预防措施：1. 选用合格材料：挂架弹簧制造时必须选用优质材料，必须符合国家标准和用户要求。

厂家必须要对材料进行必要的化学成分分析、热处理、表面处理和物理测试，确保弹簧的物性符合要求。

2. 合理延长使用寿命：为了延长挂架弹簧的使用寿命，必须合理规划使用条件、合理设置载荷以及合理布局、移动以及拆卸过程。

3. 定期检查维修：弹簧在使用中一旦出现变形、松动、裂纹等现象，必须进行及时检修或更换，特别是一些生产现场和高层建筑等高危区域，更需定期检查，确保使用安全。

总之，为了降低挂架弹簧的断裂失效风险，必须对其材料、设计、生产、运输、安装和维护过程加以严格控制，确保其在运用过程中始终保持可靠安全的状态。

基于汽车钢板弹簧断裂失效研究摘要：汽车是我们日常生活中常见的一个交通工具，为人们出行提供了很多便捷，而钢板弹簧是汽车悬架系统中的重要零件，倘若其出现问题，会对驾驶人员带来一定的影响。

其中致使汽车钢板弹簧断裂失效的原因，也来自方方面面，本文则主要针对弹簧断裂失效的主要形式进行了分析，同时也提出一些可行的改进方法，希望以此来确保钢板弹簧处于有效状态，这不仅可以保障车辆的安全性和可靠性，也可以极大的降低安全事故的发生概率。

关键词：汽车；钢板弹簧；断裂失效；研究前言：社会经济的发展促进了我国汽车行业的发展，而汽车也成为人们生活中不可缺少的一部分。

通常情况下，车辆在正常行驶时，会受到自身震动或者是外部因素的影响，而致使钢板弹簧出现一些问题，其中当应力超过钢板弹簧自身承受能力时，就会出现断裂而失效，这难以保障驾驶人员的生命安全。

因为作者多年从事钢板弹簧的质量检测及失效分析，所以根据自身工作经验提出几点改进方法，希望以此来尽量避免钢板弹簧断裂失效问题的出现，切实保障驾驶人员的生命安全。

1.汽车钢板弹簧断裂失效主要形式1.中心孔失效现阶段，汽车钢板弹簧断裂失效的形式很多，具体从以下进行分析。

第一，中心孔失效，中心孔本身就是钢板弹簧最为脆弱的部分，一旦其失效，就会导致车辆过程中出现诸多问题，严重者还会引发安全事故[1]。

致使中心孔失效的原因，可能是由于螺栓松动，造成弹簧承受的作用力被汇聚到中心孔，也可能是由于其他原因，比如：当中心孔的承受力的表面积变小时，也会致使其产生裂纹，此时的钢板弹簧会失去作用，这会影响到汽车的正常行驶，针对此类问题我们要采取措施进行处理。

1.板簧卷耳失效板簧卷耳失效，也是汽车钢板弹簧断裂失效的一个主要形式，他对驾驶人员所带来的影响也比较大。

汽车在行驶过程中难免会遇到各种摩擦力或者是外力的碰撞作用，导致板簧卷耳处于失效的状态，致使此类问题出现的原因，我们从以下分析：第一点，可能是由于驾驶人员在驾驶过程中因操作不规范，例如急停或快速换挡引起汽车非正常窜动，长期之后会致使板簧卷耳处于失效状态，很难保障车辆运行的平顺性。

BL客车后钢板弹簧疲劳断裂原因的分析与改进措施田洪森(机电系,北京100044)摘要:本文通过对BL客车后钢板弹簧断裂断口形状、设计应力、原材料及理化性能等方面的分析,找出造成钢板弹簧疲劳断裂的原因,提出了改进的措施,使该钢板弹簧的疲劳寿命达到日本五十铃公司标准的要求。

关键词:钢板弹簧;疲劳断裂;原因分析;改进措施1问题的提出BL客车是对日本五十铃公司BE22客车技术引进、吸收、消化后的一种轻型客车,该客车后悬挂弹性元件是一变刚度钢板弹簧,该种钢板弹簧的优点是在客车空载、满载状态下呈非线性状态,即悬挂在客车空载、满载状态下接近等频性,从而可以提高客车的平顺性,乘客乘坐舒适性,本文通过分析BL客车后钢板弹簧在设计、试制、试验过程中出现非正常疲劳断裂原因分析,提出了改进措施,使其达到了日本五十铃公司BE22客车后钢板弹簧疲劳寿命的标准要求。

2 BL客车后钢板弹簧的结构BL客车后钢板弹簧为一多片半椭圆形且由主、副簧组成的变刚度钢板弹簧,总片数为12片,其中主簧9片,副簧3片,主片片厚为10mm,其余片厚为9mm,采用的弹簧钢为60Si2Mn,其中3～9片端部压延,使钢板弹簧接近等应力梁。

3 BL后钢板弹簧疲劳试验情况3.1 试验标准:按五十铃公司提供的BE22客车后钢板弹簧疲劳寿命试验标准执行即: 1)按实车状态夹紧;2)变形中心:Fa=58.5mm,Fmax=137mm(2.5G),Fmin=20mm;3)振动频率:60-120cpm;4)从产品中随机抽取三架钢板弹簧;5)疲劳寿命:疲劳循环次数3≥20万次。

3.2 试验设备:钢板弹簧疲劳试验机。

3.3 疲劳寿命试验结果如下:4对钢板弹簧疲劳断裂原因分析根据以上试验结果可以看出,疲劳断裂的簧片均在第7片且同在钢板弹簧的大卷耳端,且位置距钢板弹簧中心螺栓距离也差别不大(138、142、150),说明该钢板弹簧在此处存在规律性疲劳断裂源,而非偶然原因造成的,下面根据疲劳断裂试验结果及设计、生产过程对钢板弹簧疲劳断裂的原因进行分析。

欢迎访问中国金相分析网 您现在位置：失效分析 > 弹簧失效分析 返回首 相关文章 · · · · · · ·60Si2MnA弹簧断裂分析熊华，史学芳，毛信孚，王旗，王茂林(西安远东公司，陕西西安710077)摘 要：分析了化学成分、硬度、显微组织、剩余疲劳寿命，认为断裂是因组织不合格、表面缺陷、脱碳造成的。

通过性能比较，提出了热处理工艺方法，并获得正常的显微组织和良好的综合性能。

关键词：弹簧；淬火马氏体；上贝氏体；屈氏体1 情况简介某厂用宽10mm、厚8mm的60Si2MnA扁钢丝绕制成弹簧，作冲压模具阳模的自动弹起之用。

设计要求使用寿命为10万次以上，实际使用不到1000次就大量断裂。

弹簧热处理工艺：箱式炉850℃油淬+360℃回火，空冷。

最终要求硬度为44～50HRC。

2 原因检查2.1 化学成分及硬度测试取失效弹簧进行化学成分分析，结果其主要合金元素及碳含量符合技术条件(GB1222-84)要求。

取断裂弹簧测其硬度，中心基体硬度为46.5～47.0HRC。

2.2 断口形貌弹簧外被烤漆，宏观断口表面细、光洁，呈灰白色，有明显的块状形面及金属光泽，无明显的塑性变形区；断裂源区位于表面缺陷的锐角处，缺陷长3.5mm、宽1mm、深0.5mm。

源区平坦，裂纹细小且扩展缓慢；扩展区裂纹呈放射状发展，有明显的放射花样及人字纹(图1)；瞬断区粗糙发亮。

对断口进行扫描发现有沿晶二次裂纹，断口微观形貌属沿晶断裂，局部区域有韧窝(图2)。

对其它断件的断口进行扫描，微观形貌相同。

2.3 显微组织截取失效件制备金相试样，用4%硝酸酒精溶液浸蚀，显微组织形貌见图3，为贝氏体组织；表面有明显的脱碳层，呈白色，见图4，外圈白色为低碳贝氏体，硬度低，由外向内，随脱碳程度减弱，硬度逐渐升高。

用FM27型显微硬度计测得单面脱碳层深度为0.4mm。

2.4 热处理工艺及性能2.4.1 力学性能比较根据《热处理工程师手册》的介绍，厂家的热处理工艺与对应的硬度不符，为此，由厂家提供试样进行工艺及力学性能对比试验，其结果见表1。

金属弹性元件失效分析及思考利用材料的弹性特性来完成各种功能的元件，称为弹性元件。

弹性元件也可泛称弹簧，它在负荷作用下产生弹性变形，去掉负荷仍能恢复原来的几何尺寸和形状。

弹性元件有多种分类方式，按照受力变形可分为：弯曲弹簧/拉伸弹簧、压缩弹簧和扭转弹簧；按照弹簧几何形状可分为：螺旋弹簧、片簧、蜗卷弹簧（游丝与发条）、蝶形弹簧和环形弹簧；电气开关和仪器仪表中使用的有热敏双金属片簧、膜片、膜盒、弹簧管、波纹管、张丝、吊丝等。

最常见的弹性元件是片簧、平面涡卷簧、螺旋弹簧、压力弹簧管、波纹管、膜片。

弹性元件能够完成变换、隔离、密封、补偿、储能和连接等各种不同的功能[1，2]。

由于它结构简单、制造容易、价格低廉、种类繁多，故应用极为广泛[3，4]。

机器、电气元件、许多仪器仪表和生活用具都要应用弹性元件巧妙地完成其重要的功能。

在一些仪器仪表中，弹性元件是主要的基础元件之一，特别是以它作为敏感元件时，其质量直接影响仪器仪表的可靠性和工作精度。

各种弹性元件利用各自的结构特点、不同的制造材料和变形来完成不同的功能。

弹性元件在工作中具有2种基本效应：弹性效应和非弹性效应。

所谓弹性效应，是指弹性元件的变形仅仅是由于受载荷的影响所表现出来的性质，其具体参数为体现载荷和变形的刚度和灵敏度；而非弹性效应是指弹性元件的变形受其他因素（时间、温度、材料性质等）的影响所表现出来的性质，如弹性滞后、弹性后效和松弛等；温度变化能使弹性元件的弹性模量和几何尺寸产生变化。

弹性元件在工作中体现的弹性效应称为使用特性；非弹性效应则使弹性元件产生工作误差，称为弹性误差。

弹性误差影响工作精度和工作可靠性，是力求限制的有害性质。

载荷和位移之间的关系曲线称为弹性元件的特性线（图1），主要有直线型特性线、渐增型特性线和渐减型特性线3种。

弹性元件是在较高的应力下工作，材料表面受力最大，弹性元件材料的综合力学性能和材料表面质量，直接影响到弹性元件质量。

保证和提高弹性元件材料力学性能和物理化学性能，是确保弹性元件正常工作的关键。

第25卷2006年第5期5月机械科学与技术MECHAN I C AL SC I E NCE AND TECHNOLOGY Vol .25May No .52006收稿日期:20050510基金项目:国家自然科学基金项目(50175043)资助作者简介:张义民(1958-),男(汉),教授,博士生导师E 2mail:zhangy m@public .cc .jl .cn张义民 文章编号:100328728(2006)0520616203钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度张义民,刘巧伶,闻邦椿(东北大学机械工程与自动化学院,沈阳　110004)摘　要:讨论了钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度问题,提出了可靠性灵敏度分析的计算方法,研究了正态分布设计参数的改变对钢板弹簧可靠性的影响,为钢板弹簧的可靠性设计提供了理论依据。

关　键　词:钢板弹簧;可靠性设计;灵敏度中图分类号:U463 文献标识码:AParam etr i c Sen siti v ity i n Reli a b ility Ana lysis of a M ulti 2leaf Spr i n gZhang Yi m in,L iu Q iaoling,W en Bangchun(College ofMechanical Engineering and Aut omati on,Northeastern University,Shenyang 110004)Abstract:The para metric sensitivity in reliability analysis of a multi 2leaf s p ring is extensively discussed and a calculati on method f or reliability sensitivity analysis is p resented .The effects of changes in a nor 2mally distributed design para meters on reliability of the multi 2leaf s p ring are studied .The method p resen 2ted here p r ovides a theoretical basis f or its reliability design .Key words:multi 2leaf s p ring;reliability analysis;sensitivity 可靠性工程研究的主要内容是产品的可靠性设计、试验和验证。

重卡钢板弹簧断裂失效分析白培谦 泮战侠 慕松 赵鹏英 杜飞（陕西汽车集团有限责任公司质量管理部，陕西西安，710200）摘 要：通过宏观检查、化学成分分析、硬度测试以及微观组织检查等结果分析，确定了重型卡车用钢板弹簧断裂原因。

分析结果表明：因超载使钢板弹簧出现过度反弓，造成板簧卡中的螺栓与钢板弹簧动态接触，发生磨损腐蚀现象，在过大的交变应力下出现疲劳断裂。

并提出了防止其发生断裂事故的预防措施。

关键词：钢板弹簧；磨损腐蚀；交变应力；疲劳断裂Fracture Failure Analysis of Heavy Truck Leaf SpringBai Pei-qian, PAN Zhan-xia, Mu Song, Zhao Peng-ying, Du Fei,(1.Shaanxi Automobile Group Co., Ltd. Quality Management Department, Xi ’an 710200, China ) Abstract:The fracture cause of heavy truck leafspring is researched by macrography, chemical composition analysis, hardness test and microstructure test. The research shows that leaf spring excessive inverse arch-shaped for overload causes Frictional Contact between plate spring bolt and leaf spring and erosion corrosion and the leaf spring is broken for fatigue fracture Under alternating stress. In the paper the measures of preventing leaf spring fracture accident is put forward.Key words: leaf spring; erosion corrosion; alternating stress; fatigue fracture.钢板弹簧是汽车悬架中重要的弹性元件，主要影响汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性，在车辆行驶过程中起到缓冲减振的作用。

钢板弹簧断裂问题研究钢板弹簧断裂问题的研究主要包括以下几个方面：一、断裂原因分析钢板弹簧断裂的原因非常复杂，主要包括材料、设计、加工、使用和环境等方面的问题。

材料的选择对于钢板弹簧的性能和寿命有着至关重要的影响。

如果材料的硬度、强度、韧性等性能不符合要求，就会导致弹簧出现断裂的问题。

设计方面的问题也是造成断裂的重要原因之一。

如果设计的弹簧尺寸不合理、形状不当、应力集中等问题，都会导致断裂问题的发生。

加工质量不良、工艺不当也会导致弹簧在使用过程中出现断裂的问题。

使用和环境因素也会对弹簧的寿命产生重要影响，如果使用不当或者在恶劣的环境条件下使用，都会加速弹簧的疲劳破坏，导致断裂问题的发生。

二、断裂形式研究钢板弹簧断裂的形式主要包括疲劳断裂和弯曲断裂两种情况。

疲劳断裂是指钢板弹簧在长期交变载荷作用下，由于应力集中和微小缺陷的存在，导致弹簧出现裂纹并最终断裂的一种破坏形式。

而弯曲断裂则是指在过载或者瞬态荷载作用下，弹簧出现了弯曲形变，进而导致其断裂。

了解断裂形式对于找出断裂原因和采取相应的措施具有重要的意义。

三、断裂预测和寿命评估通过对钢板弹簧的工作条件、载荷状况、材料性能等因素进行分析和计算，可以预测弹簧的寿命，并进行寿命评估。

这对于提前发现弹簧断裂的可能性，采取相应的维护和保养措施具有重要的意义。

对于关键的工程结构，也可以通过对弹簧寿命的评估，来指导工程设计和使用。

四、防止断裂的措施为了有效解决钢板弹簧断裂问题，可以从以下几个方面采取措施。

通过优化材料的选择和热处理工艺，提高弹簧的材料性能，防止弹簧出现断裂问题。

对弹簧的设计进行优化，减小应力集中，提高结构的可靠性。

加强制造工艺的管理，确保弹簧在加工过程中得到充分的保证。

对弹簧的使用和维护也非常重要，要求操作人员按照使用说明书的要求进行操作和维护，减小弹簧的疲劳破坏。

通过对弹簧的寿命进行评估，对于预防和减少弹簧断裂问题也具有重要的作用。

钢板弹簧断裂问题的研究对于提高机械设备的安全性和可靠性具有重要意义。

图1 板簧总成结构及整⻋四⽴柱台架试验针对试验过程中的板簧开裂问题进⾏分析，如图2所⽰。

结合试验数据及仿真⼿段，对板簧总成进⾏结构优图2 板簧⽚开裂图图 襄阳试⻋场和试验⻋后板簧副簧应变粘贴位置⽰意图2.2 板簧耐久⽬标换算对于轻卡整⻋耐久性⽬标要求为整⻋需要满⾜2万km耐久试验。

试验分不同的装载⼯况，对各装载⼯况采集到的板簧应变进⾏伪损伤分析，⽐利时路⾯对板簧产⽣图 整⻋四⽴柱台架迭代过程当试验进⾏到1 357 km时左后悬架副板簧出现疲劳开裂，更换新的板簧总成后继续进⾏台架试验，右后悬架副板簧在1 495 km时也出现开裂，且位置相同，副板簧开裂如图2所⽰。

根据随机振动理论可知，后悬架左右两侧板簧总成受到的路⾯激励载荷相同，综上可知后悬架副板簧的疲劳中值寿命为1 426 km，按照损伤等效原则，板簧在整⻋超载⼯况⽐利时路⾯需满⾜2 053 km耐久试验图 后悬架板簧总成有限元模型. 等幅载荷与变幅载荷当量关系后悬架板簧总成在⽐利时路⾯⼯况受到的载荷为变幅载荷，路⾯载荷对板簧的作⽤⽅向主要为Z向，对板簧总成施加Z向等幅正弦变化的载荷，测量副板簧同⼀位置的应变信号，如图6所⽰。

根据疲劳损伤等效原则，板簧图 副板簧等幅加载与变幅加载应变. 板簧总成等幅加载仿真寿命根据后悬架副簧的受⼒特征可知，当副簧与限位⽀· 63 ·. All Rights Reserved.优化⽅案的副簧疲劳寿命满⾜耐久⽬标要求。

优化后的板簧总成搭载在整⻋上进⾏整⻋四⽴柱台架试副板簧在整⻋四⽴柱台架上模拟超载⼯况⽐利时路⾯2 053 km 未出现副簧断裂现象，满⾜耐久⽬标要求。

5 结语图 板簧总成施加 ~ N 脉冲循环载荷将板簧总成应⼒结果导⼊疲劳软件中，疲劳加载类Constant Amplitude ，Max factor 选择1，Min factor 板簧材料为60Si2Mn ，采⽤材料库⾥⾃带的SN 通过修正S N 曲线斜率，使板簧总成的疲劳循环次数为万次，图8为板簧仿真计算的疲劳危险点及疲劳失效图 板簧疲劳危险点及疲劳失效循环次数由于副簧在整⻋四⽴柱台架试验中的开裂⾥程为1 426 km ，要达到2 053 km 的耐久⽬标要求，优化⽅案的副簧疲劳寿命⾄少需要提⾼到原副簧疲劳寿命的1.439倍以上，即优化⽅案的板簧疲劳仿真寿命需从2.778万次提⾼到图 副簧优化⽅案疲劳仿真分析结果. All Rights Reserved.。

2020年 第2期 热加工32F失效分析ailure Analysis65Mn 钢弹簧片断裂故障分析及制造中的问题贾庆雪1，刘连生21.北京中鼎高科自动化技术有限公司 北京 1011022.太原航空仪表有限公司 山西太原 030006摘要：由于弹簧片厚度很薄，与大截面的弹簧相比，弹性变形更多，应力也更大。

虽然工作原理相同，但是工作特点却有很大区别，因此在几何形状、硬度、金相组织、表面质量等方面的要求也不一样。

尤其65M n钢缺口敏感性比较强，薄片的冲切飞边或孔的边缘不良倒角等微小缺陷，在受拉应力时，极易诱发裂纹源而断裂。

关键词：65Mn钢；缺口敏感性；断裂；热处理工艺1 65Mn 钢的特点65Mn 钢属于含锰量较高的碳钢，w Mn 约为1%，使钢的淬透性增加，可以进行油冷。

w C 为0.62%～0.70%，使钢具有高的强度和硬度，弹性好。

但有回火脆性、冷作变形塑性差、焊接性也不好等缺点，尤其缺口敏感性较强。

2 典型的弹簧片断裂故障2.1 故障现象故障件Ⅰ：65Mn 钢碟形摩擦弹簧片在冲床上作压缩循环机械稳定化处理中，受拉应力的中心孔边缘被撕裂。

故障件Ⅱ：减振弹簧片在装配中，应力集中的折角位置断裂。

2.2 原因分析上述两种弹簧片多次发生过断裂，且数量很多。

虽然将弹簧片的硬度降为40HRC ，或特别强调消除回火脆性和除氢工艺，但都未能解决断裂问题。

弹簧片的名义厚度在0.25mm 和0.30mm ，都很薄。

带料的供货为退火状态，经冲切、弯曲成形加工。

由于65Mn 钢的缺口敏感性比较高，冲切飞边或圆孔的不良倒角这些缺陷，在受拉应力时，极易诱发裂纹源而断裂。

因此，加工缺陷应是弹簧片产生断裂的主要因素，属于机械加工不当所致。

2.3 解决方法弹簧片边缘的飞边在弯曲成形前应打磨掉，保持边缘平整光滑。

受拉应力的工作面，应为冲切边缘的R 面，且不可为冲切飞边面。

孔的边缘飞边用钻头在钻床上去除是错误的，不仅会形成“刀口”状，而且还是棱状（振动所致），应改用砂棒将孔的边缘打磨光滑。

影响钢板弹簧使用寿命的原因分析赵艺新疆八钢板簧有限公司，乌鲁木齐 830022关键词：原材料 热处理 喷丸1 前 言我国目前载重车的悬架系统一般都采用钢板弹簧，客车多为变截面钢板弹簧和空气弹簧，钢板弹簧承载能力大，空载和满载情况下刚度变化也大，常影响汽车的平顺性和乘坐舒适性，表现为空车颠满载不颠，为此钢板弹簧又有渐变刚度簧、复合簧、变截面簧等以解决此类问题，钢板弹簧因其技术含量不高全国有大小板簧厂几百家，水平良莠不齐。

空气弹簧承载能力大，空载和满载情况下刚度变化不大，汽车的平顺性和乘坐舒适性都非常好，但技术含量高价格高，我国目前只有二汽等大型具有科研实力的企业在研究并试生产未形成规模，因此汽车配件市场目前仍是钢板弹簧占主导地位。

汽车钢板弹簧是汽车悬挂系统中主要零件之一，起着车轮和车架之间连接的作用。

它除了承受车厢及载荷的重量外，还要承受因路面不平所引起的冲击载荷和震动。

由此可见，钢板弹簧主要是作为减震、贮能零件使用的。

它既能吸收大量弹性功，又不允许发生任何永久变形。

为了获得汽车最佳的平顺性，良好操纵的稳定性，必须保证钢板弹簧的高强度和具有较高的使用寿命。

2 影响其寿命的主要因素2.1 原材料的选用对于板簧而言有了高的弹性极限后，在使用中才不易发生永久变形，而淬火时钢材获得全部为马氏体时，其机械性能沿截面分布均匀，钢材才能发挥出最大的弹性极限来。

钢材内如含有其他非马氏体组织，则其心部机械性能低，尤其是冲击韧性低，均能降低它的弹性极限，屈服极限。

因此首先要求钢材有适宜的淬透性，材质不同，淬透性不同。

我国板簧行业执行的是汽车行业标准QCn29035-91，规定疲劳寿命≥8万次为合格品，因此我们选用材料的标准为最终的疲劳寿命能否达到行标的要求，如最常用的材料60Si2Mn淬透厚度为≤12mm，但≤14mm 厚钢板疲劳寿命均能达到并超过8万次要求，组织中除马氏体外还有少量的贝氏体和未溶铁素体。

厚度＞14mm钢板质量则达不到8万次要求，组织中除马氏体外有大量的贝氏体和未溶铁素体，用户对这种簧反映多为断裂较早。

汽车悬架弹簧钢分析报告1前言悬架弹簧是汽车重要部件,它在周期性弯曲扭转等交变应力下工作,经常承受拉、压、扭、冲击、疲劳、腐蚀等多种作用,所以应具有高的弹性极限。

同时为防止疲劳与断裂,悬架弹簧还应有高的疲劳强度与足够的塑性、韧性。

随着能源日趋紧张,为了减轻汽车重量,对悬架弹簧钢提出了新的要求,减轻其重量的最有效办法是提高弹簧设计应力。

经计算,弹簧重量与设计应力平方成反比,而抗疲劳与抗弹减性能是直接影响弹簧设计应力的主要因素。

汽车轻量化,促使汽车悬架弹簧高应力化非金属夹杂物则是悬架弹簧损坏失效的主要原因,如何降低弹簧钢中非金属夹杂物数量,改善夹杂物形态与分布,冶炼高纯弹簧钢已成为当前弹簧钢生产的一个关键问题。

1 11汽车用悬架弹簧的质量要求1. 1车用悬架弹簧的种类和特点悬架弹簧在汽车行驶过程中,承受高频往复压缩运动,起着缓冲和减震作用,其质量好坏,对车辆平稳性、安全性起着至关重要的作用。

轿车、客车对悬架弹簧性能要求较高,需要达到减小噪音、提高舒适度和平稳性等要求;重型及超重型载货车需要高强度悬架弹簧。

悬架弹簧的技术发展趋势总体上向轻量化、高应力、高可靠度发展,悬架弹簧设计应力要求大于1100MPa,高的可达1200MPa。

汽车行业使用的悬架弹簧分为钢板弹簧和螺旋悬架弹簧两大类。

轿车用螺旋悬架弹簧,钢丝直径9～16mm,常用4个悬架弹簧,每辆车平均需要弹簧钢线材15 kg,钢种为60Si2MnA,55SiCr(SUP12) , 50CrV A等。

一些微型汽车和面包车的悬架弹簧、摩托车减震弹簧等也使用螺旋悬架弹簧。

悬架弹簧对弹簧钢丝的化学成分、夹杂物数量和形态分布、表面质量、脱碳层、显微组织及力学性能等要求较高。

悬架弹簧要求表面脱碳层小于直径的0.5%、表面要磨光、尺寸公差要求比较严格、应无缺陷交货。

采用通常热加工方式难以达到用户要求,因此,轿车悬架用弹簧逐渐由热成形改为冷成形,经拉拔、热处理后制成卷簧。

汽车钢板弹簧断裂分析方法李 涛（江西五十铃汽车有限公司）摘要：汽车钢板弹簧在路试或使用中会偶发断裂现象，分析断裂原因的方法应从断裂宏观、微观入手，对断裂件进行化学成分、低倍组织、夹杂物、硬度、金相、脱碳层及喷丸检验，从而找出断裂的根本原因。

关键词：钢板弹簧；早期；断裂；分析；热处理；喷丸；Auto leaf spring fracture analysis methodLi Tao(Jiang Xi ISUZU Motors Co., Ltd.)Abstract: Auto leaf spring in the road test or use will be accidental fracture phenomenon, this paper analyzes the reasons of fracture method from macro andmicro fracture of the broken pieces of chemical composition, macrostructure, inclusions, hardness, metallographic, decarburization layer and shot peening inspection, so as to find out the root cause of the fracture.Key words:Leaf spring；Early；Fracture；Analysis；Heat treatment；Shot peening；汽车钢板弹簧（下简称：板簧）是汽车关键的弹性元件，主要功能是当路面对轮子传输冲击力时，钢板产生变形，起到缓冲、减振的作用，纵向布置时还具有导向传力的作用[1]。

在路试和正常的使用中会偶发板簧断裂现象，在排除设计原因导致产品强度不够导致断裂的前提下，为查找到断裂的根本原因对其分析过程进行详细诠释。