چه آزمایش‌های کلیدی عملکرد مکانیکی برای فنرهای با شکل نامنظم قبل از خروج از کارخانه مورد نیاز است

تست انحراف بار: بررسی عملکرد هسته

برای فنر ناهنجاری، که یک جزء الاستیک سفارشی است، ویژگی های بار-انحراف آن شاخص اصلی برای بازرسی قبل از حمل و نقل را تشکیل می دهد. برخلاف رابطه خطی ساده فنرهای مارپیچ استاندارد، منحنی بار یک فنر نابهنجاری اغلب پیچیده و بسیار متغیر است که هندسه منحصر به فرد و عملکرد مورد نظر آن را منعکس می کند.

رویه ها و اهداف آزمون کلیدی

• موقعیت اولیه و پیش بارگذاری: آزمایش از موقعیت اولیه (آزاد) فنر یا یک نقطه پیش بارگذاری تعیین شده توسط طراحی شروع می شود. ثبت دقیق طول آزاد فنر یا زاویه آزاد در این حالت بسیار مهم است.

• اندازه‌گیری بار چند نقطه‌ای: در طول حرکت طراحی شده، یک تغییر مکان یا زاویه خاص در حداقل سه نقطه بحرانی اعمال می‌شود. سپس نیروی راکتیو (بار) یا گشتاور راکتیو (گشتاور) تولید شده توسط فنر به دقت اندازه گیری می شود.

• تأیید سازگاری سختی: اگرچه منحنی ممکن است غیر خطی باشد، اما نتایج آزمایش باید کاملاً با محدوده تحمل برای نرخ فنر (k) یا سختی پیچشی مشخص شده در نقشه‌های طراحی و مشخصات فنی مطابقت داشته باشد. این به طور مستقیم تعیین می کند که آیا فنر پشتیبانی صحیح یا نیروی محرکه را در مکانیزم ارائه می دهد.

چالش حرفه ای

شکل غیر استاندارد فنرهای ناهنجار طراحی فیکسچر را بسیار مهم می کند. آزمایش نیاز به گیره ها و ابزارهای تخصصی طراحی شده سفارشی برای شبیه سازی دقیق جهت اعمال بار و نقاط پشتیبانی دارد. این امر از لغزش، بارگذاری جانبی یا تمرکز تنش در طول آزمایش جلوگیری می کند و در نتیجه از صحت و اعتبار داده های تست اطمینان حاصل می کند.

تست آرامش استرس و خزش: ارزیابی قابلیت اطمینان طولانی مدت

فنرهای ناهنجار فولادی ضد زنگ به ویژه آنهایی که در دمای بالا، بارگذاری طولانی مدت یا کاربردهای با دقت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید برای ارزیابی قابلیت اطمینان طولانی‌مدت آن‌ها در طول عمر مفید، تحت آزمایش آرامش استرس و خزش قرار گیرند.

تست آرامش استرس

• تعریف و هدف: شل شدن تنش پدیده ای است که در آن تنش داخلی فنر که تحت شرایط تغییر شکل ثابت (تغییر مکان یا زاویه) نگه داشته می شود، به تدریج در طول زمان کاهش می یابد و در نتیجه نیروی واکنشی فنر یا ممان کاهش می یابد.

• شرایط آزمایش: این آزمایش حداکثر دمای عملیاتی واقعی فنر و حداکثر تغییر شکل کاری را شبیه‌سازی می‌کند. فنر در جابجایی کار طراحی شده قفل می شود و کل مجموعه در یک محفظه با دمای ثابت برای نظارت مداوم قرار می گیرد.

• تجزیه و تحلیل داده ها: درصد فروپاشی مقدار نیرو در طول زمان ثبت می شود. به عنوان مثال، فنرهای با کارایی بالا ممکن است به نرخ فروپاشی نیرو بیش از 5% پس از مدت زمان مشخص در دمای معین نیاز داشته باشند.

تست خزش

• تعریف و هدف: خزش پدیده ای است که در آن تغییر شکل فنر به آرامی در طول زمان افزایش می یابد در حالی که تحت یک شرایط بار ثابت (نیرو یا لحظه) قرار می گیرد.

• اهمیت: اگرچه در فنرهای با دمای اتاق کمتر رایج است، آزمایش خزش یک شاخص کلیدی برای قضاوت در مورد پایداری مواد و فرآیند در زمینه‌هایی با تحمل جابجایی بسیار کم، مانند سنسورهای با دقت بالا یا دریچه‌های کنترل سیال است.

تست عمر خستگی: تعیین عملکرد استقامتی

عمر خستگی مهم ترین شاخص برای اندازه گیری دوام فنر است، به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به حرکت مکرر و مکرر دارند (مانند اجزای خودرو، مکانیزم های سوئیچ).

روش و شرایط آزمون

• شبیه سازی چرخه های واقعی: آزمایش خستگی باید بارگذاری چرخه ای بین حداقل بار و حداکثر باری را که فنر در مکانیسم واقعی خود تجربه می کند، شبیه سازی کند.

• فرکانس و چرخه تست: آزمایش معمولاً بر روی ماشین‌های تست خستگی تخصصی انجام می‌شود، با اعمال بارگذاری چرخه‌ای با سرعت بالا و فرکانس بالا تا زمانی که فنر از کار بیفتد (شکستگی یا فراتر از حد تغییر شکل پلاستیک دائمی). تعداد چرخه های مورد نیاز اغلب به صدها هزار یا حتی میلیون ها می رسد.

• هدف و استانداردها: فنر باید دارای سطح اطمینان طراحی شده باشد. به عنوان مثال، ممکن است لازم باشد یک میلیون چرخه در حداکثر بار با نرخ شکست بیش از درصد مشخصی زنده بماند.

اعتبار سنجی درمان سطحی

عملکرد خستگی فنرهای فولادی ضد زنگ به طور ذاتی با کیفیت سطح سیم مرتبط است. تست خستگی همچنین به طور غیرمستقیم اثربخشی فرآیندهای پرداخت سطح، عملیات غیرفعال سازی و عملیات حرارتی را در مهار شروع و انتشار ریزترک‌های سطحی تأیید می‌کند. هر گونه نقص سطحی یا تنش پسماند می تواند به منشأ شکستگی ناشی از خستگی تبدیل شود.

تست گشتاور و ممان خمشی: الزامات منحصر به فرد برای فنرهای غیر طبیعی

برای فنرهای غیرعادی که دارای بازوهای پیچشی، بخش های خمیده یا ساختارهای اتصال تخصصی هستند، صرفاً آزمایش نیروی محوری کافی نیست. مشخصات گشتاور و ممان خمشی نیز باید آزمایش شوند.

تست گشتاور

• هدف: اندازه گیری گشتاور راکتیو تولید شده توسط فنر ناهنجاری پیچشی یا بخش های پیچشی آن در زوایای خاص.

• ابزار دقیق: از تست‌کننده‌های گشتاور با دقت بالا استفاده می‌شود، مجهز به فیکسچرهای سفارشی برای لنگر انداختن انتهای غیر چرخشی فنر، و چرخاندن انتهای دیگر با افزایش‌های زاویه‌ای دقیق برای جمع‌آوری داده‌ها.

تست لحظه خمشی

• هدف: اندازه گیری گشتاور خمشی راکتیو تولید شده توسط بازوهای خم شده یا انتهای اتصال یک فنر نابهنجار در جابجایی های خمشی خاص.

• اهمیت: این برای برنامه هایی که نیاز به کنترل دقیق بر زاویه تنظیم مجدد مکانیزم و نیروی قفل دارند، حیاتی است. داده‌های آزمایش لنگر خمشی مستقیماً صحت تئوری تیر و محاسبات ضریب تمرکز تنش را در طراحی ساختار غیرعادی تأیید می‌کند.