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对于大直径螺旋挡圈,安装应力与工作状态下的离心应力叠加后,如何计算其合成主应力以防止塑性变形?

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:材料与离心力限制

螺旋挡圈在安装过程中会被拉伸跨越轴径 $D_S$,此时产生最大弯曲应力 $\sigma_{inst} = \frac{E \cdot t \cdot (D_S - D_I)}{(D_I - t) \cdot (D_S + t)}$。而在工作状态下,离心力产生附加的周向拉应力 $\sigma_{\circ} = \rho \cdot \omega^2 \cdot R^2$。合成主应力需遵循第四强度理论(Von Mises):$\sigma_{eq} = \sqrt{\sigma_{inst}^2 + \sigma_{\circ}^2 - \sigma_{inst}\sigma_{\circ}} \le \frac{\sigma_s}{S_f}$。在高真空或高温严苛工况下,安全系数 $S_f$ 通常取 $1.5 \sim 2.0$。若 $\sigma_{eq}$ 超过屈服极限,挡圈将产生永久变形,导致其无法恢复至原始直径,从而失去在沟槽内的固定功能。工程师必须通过控制挡圈厚度 $t$ 与宽度 $b$ 的比例,优化应力分布,特别是在多层缠绕的边缘处需进行应力消除处理。

关键控制指标参数:等效主应力 $\sigma_{eq}$ / 屈服强度 $\sigma_s$

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