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针对高强度不锈钢(如 17-7PH)螺旋挡圈,如何通过疲劳极限分析预测其在变载荷下的沟槽侧壁剪切寿命?

2026-06-16 常见问题
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标准回答

产品类型:螺旋挡圈

工程技术领域:沟槽匹配与抗推剪力

在变载荷循环下,失效模式往往是槽壁的微观疲劳剥落(Spalling)而非一次性剪切破坏。根据 $Goodman$ 准则,修正后的等效剪切应力幅度为 $\tau_{eq} = \frac{\tau_a}{1 - \tau_m / \tau_{ut}}$。对于螺旋挡圈,平均应力 $\tau_m$ 通常较高。螺旋挡圈与槽侧壁的接触是非连续的,其真实的接触应力幅 $\Delta \sigma$ 受挡圈螺旋升角引起的几何非线性影响。计算循环次数 $N$ 时,需结合 $Basquin$ 方程:$\tau_a = \tau_f' (2N)^b$。在航空作动器中,考虑到槽底圆角 $R$ 对应力集中的贡献,疲劳寿命修正系数 $K_f = 1 + q(K_t - 1)$ 必须计入,其中 $K_t$ 为沟槽形状系数。实验数据表明,当 $\tau_a$ 低于 $\tau_{ut}$ 的 $30\%$ 时,螺旋挡圈系统可达到 $10^7$ 次以上的无限寿命。

关键控制指标参数:疲劳强度修正系数 $K_f$ / 剪切应力幅 $\tau_a$

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