汽车钢板弹簧断裂失效分析
基于ABAQUS某车型钢板弹簧断裂失效分析及解决方案
,
考虑 黄片间 的 非线性接 触
.
,
建 立 了钢 板弹赞装 配及 加 载状
,
态 的精确 有 限元 模型
通 过分析计 算得到钢 板弹黄接 近 实 际工况 的应力分布 和 弹赞刚 度
,
并 对 比试 验 数据
,
从 板 赞失效 的角度考 虑
提 出 了更 改方 案
,
为结构 改进提 供 参考 接触 分 析
关健词 : 钢板 弹黄; 有 限 元分 析 ;
。
前 面 提到 由 于 收敛 性 的原
,
因 主 簧 刚 度 与 试 验值 会有 较 大 的差 别
当 副 簧 与主 簧 完全 接触 之 后
试验 与 仿真数 据对 比
载荷 由二 者共 同承 担
。
板 簧 刚 度 数据对 比 见 表 1
表1
主 簧 刚 度 侧厄皿)
N) 试验 ( 3 3 77
.
组 合 刚 度孙 劝 m )
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1
引言
汽 车钢 板 弹簧 是 汽车 的关 键 减振 元 件
,
其 主 要 功 能 是 作 为 悬 架 系统 的 弹 性元 件 起 吸振和
4 ) 最 大应 力 为 9 6 3 M Pa (见 图 1
图1 2
刚刚 接 触 状态 主 簧 的 应力 图
汽车中的板簧的断裂失效分析
材料断裂理论与失效分析汽车中的板簧的断裂失效分析专业：材料工程（锻压）类型：应用型姓名：***学号：15S******汽车中的板簧的断裂失效分析引言汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点，从而得到广泛的应用。
汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。
在悬架系统中除了起缓冲作用而外，当它在汽车纵向安置，并且一端与车架作固定铰链连接时，即可担负起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用，因此就没有必要设置其它的导向机构，另外汽车板簧是多片叠加而成，当载荷作用下变形时，各片有相对的滑动而产生摩擦，产生一定的阻力，促使车身的振动衰减，但是板簧单位重量储存的能量最低，因些材料的利用率最差。
1. 材质是什么？65Mn/低碳钢哪一类合适？材质一般为硅锰钢。
因为碳素弹簧钢因淬透性低，较少使用于汽车中；锰钢淬透性好，但易产生淬火裂纹，并有回火脆性。
因此，硅锰钢在我国应用在汽车的板簧上较为广泛。
65Mn 钢更为合适，因为：低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，又称软钢。
它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。
因此可以看出，低碳钢不符合板簧材料高强度和高硬度的要求。
65Mn弹簧钢，含有0.90%~1.2%的Mn元素，提高了材料的淬透性，© 12mm 的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。
Mn 是弱碳化物形成元素，在钢中主要以固溶的形式存在于基体中。
一部分固溶于铁素体（或奥氏体），另一部分形成含Mn的合金渗碳体（Fe、Mn ）。
Mn还能显著提高钢的淬透性，改善热处理性能，强化基体、降低珠光体的形成温度，细化珠光体的片间距离，从而提高钢的强度和硬度。
钢板弹簧断裂问题研究
钢板弹簧断裂问题研究
钢板弹簧是一种常用的机械弹簧，具有重要的作用。
但是，在长时间使用过程中，弹
簧易发生断裂，对安全和可靠性将造成严重的影响。
因此，钢板弹簧断裂问题的研究具有
重要的意义。
1. 断裂形式
钢板弹簧通常会发生两种断裂形式：疲劳断裂和过载断裂。
疲劳断裂是由于弹簧长期
受重载振动作用，导致弹簧产生裂纹并逐渐扩展，最终导致断裂。
过载断裂则是由于弹簧
在短时间内受到超过其承受范围的负载而导致的断裂。
2. 断裂原因
弹簧的疲劳断裂往往是由于设计不当、材料质量问题或制造工艺不合理造成的。
例如，过小的直径、过低的初始张力或夹紧面积不足等都可能会导致弹簧的疲劳断裂。
过载断裂
的原因则可能是安全阀设置不合理、过载发生时未能及时停机等。
3. 预防方法
为了避免弹簧的断裂，我们可以从以下几个方面进行预防：
（1）合理设计：应根据实际工作负荷选择弹簧的直径、材料和初始张力等参数，并加强弹簧支撑及补强结构设计。
（2）质量控制：对材料进行严格的检测和筛选，确保使用的材料符合要求，同时控制弹簧制造过程中的工艺参数，保证每一只弹簧的品质稳定。
（3）维护保养：定期检查弹簧的使用状况，发现异常及时处理。
特别是在高温、潮湿、腐蚀等环境下，应更加重视弹簧的保养。
4. 结论
钢板弹簧的断裂会给工程师带来安全和可靠性的隐患。
因此，在设计、制造和维护过
程中需要注意弹簧的使用条件，严格执行相关的规范和与之相应的标准，避免断裂问题的
发生。
同时，也需要提高制造工艺和质量管理水平，确保弹簧的品质和寿命符合设计要
求。
基于汽车钢板弹簧断裂失效研究
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。
汽车中的板簧的断裂失效分析
材料断裂理论与失效分析汽车中的板簧的断裂失效分析专业：材料工程（锻压）类型：应用型姓名：***学号： 15S******汽车中的板簧的断裂失效分析引言汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点，从而得到广泛的应用。
汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。
在悬架系统中除了起缓冲作用而外，当它在汽车纵向安置，并且一端与车架作固定铰链连接时，即可担负起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用，因此就没有必要设置其它的导向机构，另外汽车板簧是多片叠加而成，当载荷作用下变形时，各片有相对的滑动而产生摩擦，产生一定的阻力，促使车身的振动衰减，但是板簧单位重量储存的能量最低，因些材料的利用率最差。
1.材质是什么？65Mn/低碳钢哪一类合适？材质一般为硅锰钢。
因为碳素弹簧钢因淬透性低，较少使用于汽车中；锰钢淬透性好，但易产生淬火裂纹，并有回火脆性。
因此，硅锰钢在我国应用在汽车的板簧上较为广泛。
65Mn钢更为合适，因为：低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，又称软钢。
它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。
因此可以看出，低碳钢不符合板簧材料高强度和高硬度的要求。
65Mn弹簧钢，含有0.90%~1.2%的Mn元素，提高了材料的淬透性，φ12mm 的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。
Mn是弱碳化物形成元素，在钢中主要以固溶的形式存在于基体中。
一部分固溶于铁素体（或奥氏体），另一部分形成含Mn的合金渗碳体（Fe、Mn）。
Mn还能显著提高钢的淬透性，改善热处理性能，强化基体、降低珠光体的形成温度，细化珠光体的片间距离，从而提高钢的强度和硬度。
重型汽车钢板弹簧断裂失效形式及应用现状
重型汽车钢板弹簧断裂失效形式及应用现状钢板弹簧（Leaf Spring）是广泛用于汽车悬架结构的具有一定弹性的元件，由宽度相等长度不相同的复合金属弹簧片组合而成，该元件各个部位的强度是相等的，可以起到很强的减缓压力的作用，但是钢板弹簧由于长期受到大力压迫导致其在达到一定的承受值后会发生断裂，本文重点分析了钢板弹簧断裂的形式，并提出相关的技术改进方案供相关生产商参考。
标签：钢板弹簧；断裂失效形式；应用现状车辆在正常行驶时，会受到自身振动和外部一定强度的挤压力作用，此时钢板弹簧会压缩从而吸收车辆的动能，将动能转化为弹簧的弹性势能，由此车辆的动能逐渐被转化，避免了巨大的冲击作用，起到很好的缓冲效果，使车辆运行更平稳，操作更流畅，安全性更好。
当钢板弹簧承受的压力过大会发生断裂失效，下面重点分析钢板弹簧断裂的几种形式。
1 钢板弹簧断裂失效的形式1.1 中心孔失效中心孔是钢板弹簧最脆弱的部位，因为钢板弹簧受到力作用时，其所承受的力会共同作用于中心孔，使其发生断裂失效。
其断裂时会产生很多裂纹，其位于孔板的结合处，跨越整板。
经过专业人员研究发现，该种失效是由于螺栓松动，弹簧承受的作用力被汇集到中心孔，中心孔承受力的表面积小，故而力的强度就大，当强度超过一定的值，孔就断裂，导致裂纹，随后弹簧便失效。
1.2 卷耳失效车辆在行驶过程中会不可避免受到各种摩擦力以及外力碰撞作用，此外，司机在驾驶过程中也会出现挂挡力度过大等不规范的操作，如果卷耳和衬套之间过于紧密，会导致发热，变硬等现象，这会使钢板膨胀变大，导致一定的变型，使得弹簧卷上方失效。
当车辆行驶过长时间时，卷耳上已有的些许裂纹会进一步加速断裂，加速弹簧失效的过程。
1.3 腐蚀疲劳钢板弹簧持续受力，而且很多零件露天之后会遭到空气腐蚀，生锈变型，致使弹簧在裂纹处承受力大幅度降低，裂纹便会不断加深，当达到极限时，弹簧便会断裂。
失效的切面看起来像是一系列同心的半圆形，在腐蚀和摩擦的作用下，裂纹外侧变暗。
重卡钢板弹簧断裂分析
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。
汽车用钢板弹簧失效分析
汽车用钢板弹簧失效分析摘要：钢板弹簧是汽车悬架的重要组成部分，钢板弹簧在汽车行驶中承受交变应力载荷，其产品质量直接关系到车辆行驶的平顺性及操控稳定性。
汽车钢板弹簧是汽车悬架应用最为广泛的一种弹性元件,具有可靠性好、结构简单、制作工艺流程短等优点。
关键词：汽车用；钢板弹簧；失效分析引言汽车钢板弹簧由若干片曲率半径不同、长度不同、宽度相同的弹性钢片叠加而成,在整体上近似等强度的弹性梁,具有减震和导向作用。
钢板弹簧的中部通过U型螺栓（又称骑马螺栓）固定在车桥上，其作用是通过悬挂的方式连接车架和车桥。
钢板弹簧裸露在车架与车桥之间，承受车轮对车架的冲击、弯曲和振动载荷，通过吸收车辆动能，将动能转化为弹性势能，从而起到缓冲作用，保证车辆的平稳性和安全性。
1理化检验1.1断口宏观分析断裂位置距离钢板弹簧中心35mm处，从图中可以看到钢板弹簧表面布满喷丸留下的凹坑。
钢板弹簧的断口形貌，从图中可以看出，断口与钢板弹簧长度方向垂直，无明显塑性变形，为宏观脆性开裂，断口表面较粗糙，在B区域可以观察到明显的撕裂棱，根据撕裂棱的方向可知A区域为裂纹源区，钢板弹簧断裂起源于表面，其余区域（C区）为最终断裂区。
1.2断口微观分析用扫描电镜观察钢板弹簧断口中的裂纹源区和扩展区的微观形貌，从图中可以看出该区域为解理断裂，属于微观脆性断裂，在裂纹源区可以观察到二次裂纹。
可以观察到疲劳辉纹，说明扩展区是在力的循环作用下形成的。
将钢板弹簧放到UniMT-12000A/D荧光磁粉探伤机中进行复合磁化，轴向电流为3500A，纵向电流为2000A，磁化2次，磁化时间为1s。
钢板弹簧表面磁粉探伤形貌，从图中可以看到钢板弹簧表面存在多条磁痕，钢板弹簧断口的裂纹源区域A和B处有明显的裂纹存在，说明钢板弹簧在台架试验前表面已有裂纹存在，需要进一步分析裂纹产生的原因。
1.3裂纹微观形貌分析用OLYMPUSGX53光学显微镜对裂纹形貌和裂纹处的显微组织进行检测。
某重型汽车后钢板弹簧断裂失效分析
某重型汽车后钢板弹簧断裂失效分析摘要：本文对某重型汽车后钢板弹簧断裂失效进行了分析，通过常见的疲劳断裂和静态断裂两种方式进行实验研究，同时借助有限元分析技术，对弹簧设计参数和工况条件进行模拟计算，并对实验结果进行验证。
总结了弹簧失效的可能原因，提出了改进方案，为后续类似产品的研发和生产提供了有力的参考依据。
关键词：重型汽车，后钢板弹簧，疲劳断裂，静态断裂，有限元分析正文：一、引言钢板弹簧作为重型汽车的重要组成部分之一，对其使用寿命和安全性具有重要意义。
然而，在实际使用中，弹簧的疲劳断裂和静态断裂现象时常发生，不仅给车辆的正常行驶带来不良影响，还可能导致严重事故的发生。
因此，对钢板弹簧的失效机理及预防措施进行深入探究，具有重要的理论和实践意义。
二、实验方法本文选取某重型汽车后钢板弹簧作为研究对象，采用疲劳断裂和静态断裂两种方式进行实验研究。
具体步骤如下：首先，选取标准试件并对试件表面进行处理，以保证试件表面光滑无缺陷。
接着，通过万能试验机对试件进行疲劳载荷测试，记录试件被破坏前的循环次数。
最后，在静载荷下对试件进行断裂实验，测量试件断裂强度和断裂模式。
三、有限元分析为了更好的模拟实际工况下弹簧的变形和应力分布情况，借助有限元分析技术，对弹簧的设计参数和工况条件进行模拟计算。
具体步骤如下：首先，根据实际弹簧的构造和材料参数，建立三维有限元模型。
接着，在预先设定的载荷情况下进行计算，得到弹簧的位移、应力和应变等参数。
最后，将有限元计算结果与实验结果进行对比和验证，并进行优化设计。
四、结论与展望通过疲劳断裂和静态断裂两种实验研究方式以及有限元分析技术，对某重型汽车后钢板弹簧的断裂失效进行了深入分析。
研究结果表明，弹簧断裂的原因可能是由于材料性能不佳或设计和制造不合理等多种因素导致。
因此，建议在材料选择、工艺优化和设计方面进行改进，并加强对弹簧的质量管控，以提高弹簧的使用寿命和安全性。
相信未来针对类似产品的研发和生产，本文的研究成果将为其提供有力的参考依据。
几种钢板弹簧断裂故障的原因分析
关 键词 ： 板簧
断裂
１ Ｊ － 刖 Ｌ ‘ 图 ２中弧高 ｈ减 小 ， 导致骑 马
板 簧 以其 结构 简单 ， 便宜 可靠 等 因素 ， 使 其成
为商 川 乍最 常采 用 的 弹性 元 件 之 … 。 对 于 其 常
见 失 效 形 式—— 断 裂 的原 冈 分 析 就 显 得 格 外 重
螺栓松 动 ，如按 此状 态继续 路 试将会 出现 板 簧断 裂故 障 。
要 。我 仃 Ｊ 结合 以 下几种 故障分 析板 簧断 裂 的主 要
原【 六 】
２ 断裂 故 障分 析
２ ． １ 故 障一 ： 中心 螺栓处 断裂（ 见图 １ ）
５ １ ５ Ｎ ／ ｍ ｍ ２ ， 极 限应 力 ９ ８ １ Ｎ ／ ｍｍ ２ ， 符合 设计 要求 。 且为保 证 主片 的寿命 ， 板簧 各片通 过调 整弧 高 ， 使 主片产 生负 的预应力 ， 如图 ４ 。从 而保证 主片 有更
高 的疲 劳 寿命 ， 不 至 于 出现 主片过 早 断裂 ， 影 响整
角。 ２ ． ２ ． ２ 解决措 施 ：
图 ７ 表面 脱 碳 层
该 板 簧 片厚 为 ８ ｍｍ，按 标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ９ ８ ４ ４规 定， 脱层 不 应超 过 ０ ． ２ ４ ａｍ， ｒ 但 实 测结 果 为 ０ ． ３ ｍ ｍ。 不符 合要求 ，因此判 断板 簧断 裂的原 因为脱碳 层
车安全 。初步 分析非设 计原 因导致 断裂 。
图 ４ 板 簧 各 片 装 配示 意 图
２ ） 工 艺 因素 ： 经 扫描 电镜 分 析 ， 在 断 裂 起 始
处可 以观察 到一些表 面 凹坑 ， 如 图 ５所示 。
钢板弹簧断裂问题研究
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。
钢板弹簧疲劳开裂问题分析与优化
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.。
载货汽车钢板弹簧断裂分析
载货汽车钢板弹簧断裂分析张喆长春一汽集团汽车材料研究所，长春市 130011摘要：对工作中遇到的导致钢板弹簧断裂的多种原因进行了总结，探索了提高钢板弹簧疲劳寿命切实可行的有效方法。
关键词：钢板弹簧；失效分析钢板弹簧是载货汽车悬架的重要组成部件，作为车轮运动轨迹的导向机构，使用底盘受力情况较好，是直接影响着汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性。
在汽车行驶过程中，钢板弹簧承受交变应力的作用，疲劳断裂是常见的失效形式。
我厂设计生产的J6、J5P 、L501等系列车型的前后悬架上都使用了钢板弹簧，其疲劳寿命对整车质量有着重要的影响。
作者承担了技术中心的钢板弹簧断裂分析工作，本文对工作中遇到的导致钢板弹簧断裂的多种原因进行了总结，探索了提高钢板弹簧疲劳寿命切实可行的有效方法。
1．钢板弹簧材料标准和断裂分析依据我厂载货汽车使用的钢板弹簧材料主要有50CrMnVA 、50CrVA 、60Si2MnA 、55SiMnVB 等，具有高强度和高可靠性，其性能和工艺性能见表1。
表1 普通弹簧钢力学性能热处理制度力学性能 伸长率 δ% 钢材牌号淬火温度 （℃）回火温度 （℃）屈服点 бS ( MPa) 抗拉强度бb ( MPa) δ5δ10收缩率ψ%50CrV A 850 油 500 1150 1300 10 40 55SiMnVB 860 油 460 1250 1400 5 30 60Si2MnA 870 油 440140016005 20作者工作过程中接触到了许多种类的断裂情况，其中既有在台架试验过程发生断裂，也有在道路试验过程中以及用户使用过程中发生断裂。
目前，我们主要采用化学分析、断口分析以及金相检验等方法对断裂的钢板弹簧进行失效分析。
分析检验主要按照下列标准进行： GB/T 19844-2005《钢板弹簧》、GB/T 1222-1984《弹簧钢》、JB/T 3782-1984《钢板弹簧金相检验标准》以及一些我厂的内部标准。
钢板弹簧断裂问题研究
钢板弹簧断裂问题研究钢板弹簧是工程上常用的零部件，它通常用于各种机械设备，汽车和工业设备中。
钢板弹簧的断裂问题一直是一个备受关注的议题。
因为弹簧的断裂不仅会对机械设备的正常运行造成影响，还会对人员和设备造成严重的安全隐患。
对于钢板弹簧断裂问题的研究至关重要。
钢板弹簧断裂问题的研究涉及到多个方面，包括材料性能、设计、制造工艺、使用条件等。
我们需要了解钢板弹簧的材料特性。
钢板弹簧通常采用优质合金钢或碳素钢制造，这些材料具有良好的强度和韧性。
在实际使用过程中，弹簧可能受到多种外部载荷和环境条件的影响，导致弹簧产生应力集中、疲劳裂纹、变形等问题，最终导致断裂。
对于弹簧材料的疲劳性能、断裂韧性等方面进行深入的研究和分析非常重要。
弹簧的设计和制造工艺也是影响其断裂问题的重要因素。
弹簧的设计包括弹簧的结构、尺寸、弹簧常数等方面，而制造工艺则包括材料的加工、热处理等过程。
在设计阶段，需要考虑到弹簧在使用过程中所承受的载荷类型、幅度、频率等参数，以及弹簧的工作温度、环境腐蚀性等因素，来确定合适的设计方案。
在制造工艺方面，需要保证材料的均匀性、表面质量、热处理工艺等，以提高弹簧的材料性能和使用寿命，减少断裂的可能性。
除了材料和设计制造方面的研究外，弹簧的使用条件也是影响其断裂问题的重要因素。
弹簧在工作过程中可能受到动态载荷、冲击载荷、高温、腐蚀等影响，这些都可能导致弹簧发生疲劳或塑性变形，最终导致断裂。
对于弹簧在实际工作条件下的研究和测试也是十分必要的。
通过模拟实际工作条件下的载荷，观察和分析弹簧的工作状态并进行寿命测试，可以更好地了解弹簧在实际使用中的表现，为预防断裂问题提供依据。
钢板弹簧断裂问题的研究还需要综合考虑材料、设计、制造、使用等多个方面因素，以及应用理论、实验研究和数值模拟等手段。
通过理论分析和实验验证，可以更深入地了解弹簧的工作原理和性能表现，发现潜在的问题并提出改进方案。
数值模拟技术可以帮助工程师们更好地理解弹簧的受力分布、应力集中区域等情况，为弹簧的设计和优化提供依据。
钢板弹簧失效分析
斯太尔991车钢板弹簧失效分析摘 要：文章针对斯太尔991车发生的进口板簧断裂事故，在分析失效件的基础上，采取有关材料失效分析技术，得出该板簧的早期失效原因，为有效控制产品质量提供了依据。
叙 词：汽车；钢板弹簧；失效分析1 概述重汽公司技术中心质检所在总后试车场进行斯太尔991车3万km道路试验中，汽车在行驶至17491km时，车上装用的进口板簧左前板簧第一片断裂，行驶至19696km时后板簧第一片、第二片断裂。
为查明失效原因，特对断裂件进行了分析。
2 断口宏观观察前簧断在离骑马螺栓中心孔350mm处，在板簧受拉面有两个裂纹源，裂纹源产生在直径约3mm的小坑内；断口具有典型早期疲劳失效特征:具有贝壳纹特征的疲劳裂纹扩展区占整个断面的10%左右，瞬断区占90%左右，如图1所示。
后簧第二片断在包耳开卷处，断口为早期疲劳失效特征，断口附近有多处疲劳裂纹源(如图2所示)，且在断口附近有多条与断口同向深度在0.2mm左右的裂纹。
图1 前簧宏观断口(箭头指裂纹源) 图2 后簧第二片宏观断口(箭头指裂纹源)3 化学成分化学成分检测结果见表1，符合DIN17222中58CrV4的成分要求。
4 硬度检查前后簧布氏硬度测量结果为：前簧HB417，后簧HB411。
5 金相检查(1)前簧在断裂处附近取样，基体为回火屈氏体组织，表面脱碳层深度为0.21mm。
显微硬度检查脱碳层如表2。
在裂纹源小坑处取样，表层为白亮层，白亮层厚度约为0.2mm；对试样进一步腐蚀，经观察得知白亮层为马氏体组织，如图3所示；白亮层显微硬度HV0.2=743，心部基体显微硬度HV0.2=396。
图3 白亮层组织 400×(2)后簧在裂纹附近取样，心部为回火屈氏体组织，表面脱碳层为0.28mm。
显微硬度检验脱碳层，结果见表3。
6 电镜观察及能谱分析利用SEM535、EDAX进行断口及微区成分分析，得知前簧裂纹源有两处存在许多附着物，裂纹源形貌如图4所示；用能谱仪进行定量分析，确定附着物的主要成份为锌元素，裂纹源小坑内有金属熔化流动结晶现象，附近存在很多小裂纹。
汽车钢板弹簧断裂失效分析
汽车钢板弹簧断裂失效分析钢板弹簧,又称叶片弹簧,是汽车悬架的重要组成部件,主要用于载重汽车及大客车的前后悬架上。
汽车行驶的平顺及操纵稳定性均受到钢板弹簧的影响。
钢板弹簧在汽车行驶时受交变应力的作用,疲劳断裂是常见的失效形式。
断裂钢板弹簧材料为60CrMnA,经850～870°C加热淬火,440～460°C回火,喷水冷却,表面喷丸处理(采用?0.8～1.2mm铸钢丸,以4m/s速度喷射)。
对成品进行疲劳试验,3万次后断裂,而设计寿命要求达6万次。
2试验方法及结果2.1宏观分析从断裂钢板弹簧的宏观形貌可知,断口具有疲劳断裂的特征,疲劳源位于受拉应力的一侧,裂源处有多条台阶条纹由表及里扩展。
这种台阶条纹反映了疲劳源处存在应力集中。
2.2扫描电镜断口分析用XL-30扫描电镜观察断口,低倍下可观察到裂纹源形成于弹簧表面的凹坑处,断口上有多个疲劳源,裂源处有多条放射状台阶条纹。
在断口裂纹扩展区可观察到疲劳辉纹。
2.3化学分析在失效钢板弹簧上取样进行化学成分分析,结果符合标准。
2.4硬度检验由断口分析可知,钢板弹簧属疲劳断裂。
从疲劳区和瞬断区的面积看,疲劳区面积大于50%,说明钢板弹簧在工作应力作用下裂纹扩展较深,名义应力并不高,但在裂源处却有多条台阶条纹。
在疲劳断口上出现多条台阶条纹则表明有应力集中存在。
当表面存在缺口、凹坑、尖角等缺陷时就可能产生应力集中而形成台阶条纹,且出现多个源疲劳。
对弹簧表面观察的结果表明,弹簧表面存在较多喷丸形成的凹坑,有些凹坑呈尖角状。
断口分析和金相剖面分析结果均表明疲劳裂纹起始于凹坑底部,并检测到多处疲劳源和裂纹。
金属疲劳裂纹的形成主要是由于在交变载荷应力作用下(通常为拉应力),在金属表面产生不均匀的滑移,因此裂纹常产生在构件的表面,所以构件的表面状态对疲劳强度影响很大。
表面质量包括表面残余应力和表面粗糙度。
表面损伤如刀痕、凹坑、缺口等,这些缺陷处易产生应力集中,使疲劳强度下降。
钢板弹簧断裂问题的试验及分析
２Ｐ
＋Ｂ
２Ｘ
２＝
Ｃ
２Ｘ
３＝
０
#
Ａ#
##
３Ｘ
２＋
Ｂ
３Ｘ
３＋
Ｃ
３Ｘ
４＝０
"
Ａ#
#
４Ｘ
３＋
Ｂ
４Ｘ
４＋
Ｃ
４Ｘ
５＝０
#
Ａ#
# $
５Ｘ
４＋
Ｂ
５Ｘ
５＝
０
式中
ｌ： 簧片有效长度的一半； 当夹箍失效后， 有效长度要加上
原夹紧区长度的一半；
Ｉ： 簧片的惯性矩。
Ａ ｉ＝０．５
ｌｉ （３ ｌｉ
ｌｉ－１ ｌｉ
－１）
Ｂ
ｉ＝－１－
从表中看出， 当夹箍正常工作时， 各测点都产生预应力， 中
心孔有应力但比较小。施加载荷后， 在理想情况下力是不能传
递到夹紧段的， 但是由于夹紧力有所减小， 部分力传入夹紧段
而在中心孔处产生应力。钢板弹簧的材料采用 ６０Ｓｉ２Ｍ ｎＡ ， 屈服
极 限 为 １３７５ Ｍ Ｐａ［１］， 此 应 力 远 远 小 于 钢 板 弹 簧 的 屈 服 极 限 ， 是
表 １ 夹箍正常工作和完全失效情况下测点应力 （ Ｍ Ｐ ａ）
１ 试验设计
试验目的是测出夹箍正常和失效情况下中心孔处的应 力。应变片布置在板簧与 Ｕ 形螺栓连接处以及中心孔附近， 如 图 ２ 所示。在 Ｕ 形螺栓上也贴有应变片， 用来观察在工作过程 中夹紧力的变化情况。试 验 设 备 采 用 ＩＮ Ｖ ２３０５ 型 静 态 电 阻 应
σ４＝
Ｘ
４ｌ４－Ｘ Ｗ４
５ｌ５
，
σ５＝
Ｘ ５ｌ５ Ｗ５
载货汽车钢板弹簧断裂分析
载货汽车钢板弹簧断裂分析张喆长春一汽集团汽车材料研究所，长春市 130011摘要：对工作中遇到的导致钢板弹簧断裂的多种原因进行了总结，探索了提高钢板弹簧疲劳寿命切实可行的有效方法。
关键词：钢板弹簧；失效分析钢板弹簧是载货汽车悬架的重要组成部件，作为车轮运动轨迹的导向机构，使用底盘受力情况较好，是直接影响着汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性。
在汽车行驶过程中，钢板弹簧承受交变应力的作用，疲劳断裂是常见的失效形式。
我厂设计生产的J6、J5P 、L501等系列车型的前后悬架上都使用了钢板弹簧，其疲劳寿命对整车质量有着重要的影响。
作者承担了技术中心的钢板弹簧断裂分析工作，本文对工作中遇到的导致钢板弹簧断裂的多种原因进行了总结，探索了提高钢板弹簧疲劳寿命切实可行的有效方法。
1．钢板弹簧材料标准和断裂分析依据我厂载货汽车使用的钢板弹簧材料主要有50CrMnVA 、50CrVA 、60Si2MnA 、55SiMnVB 等，具有高强度和高可靠性，其性能和工艺性能见表1。
表1 普通弹簧钢力学性能热处理制度力学性能 伸长率 δ% 钢材牌号淬火温度 （℃）回火温度 （℃）屈服点 бS ( MPa) 抗拉强度бb ( MPa) δ5δ10收缩率ψ%50CrV A 850 油 500 1150 1300 10 40 55SiMnVB 860 油 460 1250 1400 5 30 60Si2MnA 870 油 440140016005 20作者工作过程中接触到了许多种类的断裂情况，其中既有在台架试验过程发生断裂，也有在道路试验过程中以及用户使用过程中发生断裂。
目前，我们主要采用化学分析、断口分析以及金相检验等方法对断裂的钢板弹簧进行失效分析。
分析检验主要按照下列标准进行： GB/T 19844-2005《钢板弹簧》、GB/T 1222-1984《弹簧钢》、JB/T 3782-1984《钢板弹簧金相检验标准》以及一些我厂的内部标准。
汽车钢板弹簧断裂分析方法
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。
钢板弹簧失效分析
斯太尔991车钢板弹簧失效分析摘 要：文章针对斯太尔991车发生的进口板簧断裂事故，在分析失效件的基础上，采取有关材料失效分析技术，得出该板簧的早期失效原因，为有效控制产品质量提供了依据。
叙 词：汽车；钢板弹簧；失效分析1 概述重汽公司技术中心质检所在总后试车场进行斯太尔991车3万km道路试验中，汽车在行驶至17491km时，车上装用的进口板簧左前板簧第一片断裂，行驶至19696km时后板簧第一片、第二片断裂。
为查明失效原因，特对断裂件进行了分析。
2 断口宏观观察前簧断在离骑马螺栓中心孔350mm处，在板簧受拉面有两个裂纹源，裂纹源产生在直径约3mm的小坑内；断口具有典型早期疲劳失效特征:具有贝壳纹特征的疲劳裂纹扩展区占整个断面的10%左右，瞬断区占90%左右，如图1所示。
后簧第二片断在包耳开卷处，断口为早期疲劳失效特征，断口附近有多处疲劳裂纹源(如图2所示)，且在断口附近有多条与断口同向深度在0.2mm左右的裂纹。
图1 前簧宏观断口(箭头指裂纹源) 图2 后簧第二片宏观断口(箭头指裂纹源)3 化学成分化学成分检测结果见表1，符合DIN17222中58CrV4的成分要求。
4 硬度检查前后簧布氏硬度测量结果为：前簧HB417，后簧HB411。
5 金相检查(1)前簧在断裂处附近取样，基体为回火屈氏体组织，表面脱碳层深度为0.21mm。
显微硬度检查脱碳层如表2。
在裂纹源小坑处取样，表层为白亮层，白亮层厚度约为0.2mm；对试样进一步腐蚀，经观察得知白亮层为马氏体组织，如图3所示；白亮层显微硬度HV0.2=743，心部基体显微硬度HV0.2=396。
图3 白亮层组织 400×(2)后簧在裂纹附近取样，心部为回火屈氏体组织，表面脱碳层为0.28mm。
显微硬度检验脱碳层，结果见表3。
6 电镜观察及能谱分析利用SEM535、EDAX进行断口及微区成分分析，得知前簧裂纹源有两处存在许多附着物，裂纹源形貌如图4所示；用能谱仪进行定量分析，确定附着物的主要成份为锌元素，裂纹源小坑内有金属熔化流动结晶现象，附近存在很多小裂纹。
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汽车钢板弹簧断裂失效分析
唐刚
【摘要】采用金相及断口分析等方法,对早期疲劳断裂失效的汽车钢板弹簧进行综合分析,得出结论:钢板弹簧产生疲劳断裂的主要原因是由于喷丸工艺控制不当,致使弹簧表面存在较多的凹坑,这些凹坑在弹簧工作时成为应力集中点而形成疲劳源.【期刊名称】《汽车零部件》
【年(卷),期】2019(000)007
【总页数】4页(P94-97)
【关键词】钢板弹簧;喷丸;疲劳断裂
【作者】唐刚
【作者单位】比亚迪汽车工业有限公司,广东深圳518118
【正文语种】中文
【中图分类】U46
0 引言
钢板弹簧是汽车悬架的重要组成部分，钢板弹簧在汽车行驶中承受交变应力载荷，其产品质量直接关系到车辆行驶的平顺性及操控稳定性。
某车型采用的钢板弹簧为少片变截面板簧。
该钢板弹簧在进行台架疲劳试验时，加载循环次数在(3～6)万次左右时出现不同程度的断裂现象，而未达到相关技术指标(设计寿命要求达8万次以上)。
该钢板弹簧材料为50CrV钢，钢板弹簧经淬火、回火处理后，表面喷丸处理。
为了找出该钢板弹簧的断裂原因，对其断裂失效件进行了理化检验与分析。
1 检测过程与结果
1.1 疲劳试验情况介绍
采用的疲劳试验设备为机械式疲劳试验机，按GB/T 19844-2018《钢板弹簧技术条件》标准规定的汽车用钢板弹簧台架试验方法装夹、试验，如图1所示。
1.2 疲劳试验条件
按GB/T 19844-2018《钢板弹簧技术条件》标准6.3.4规定：在应力幅为323.6 MPa、最大应力为833.5 MPa的试验条件下进行垂直负荷下的疲劳试验。
图1 钢板弹簧疲劳试验装置
1.3 宏观观察
断裂发生在前钢板弹簧组第三片，后钢板弹簧组第一、二片，如图2中箭头所指位置,断裂位置距离卷耳235～245 mm。
断口宏观形貌如图3、图4所示。
整个断口表面较平坦，未见明显塑性变形，表面油漆完整。
图2 钢板弹簧断裂位置
图3 钢板弹簧断口宏观形貌1
图4 钢板弹簧断口宏观形貌2
从断裂弹簧的宏观形貌可知，断口具有明显疲劳断裂特征，疲劳源位于受拉应力的一侧，裂纹源处存在多条台阶条纹由表及里扩展，即多源疲劳；说明疲劳源区存在高应力集中现象。
断口上未发现明显的疲劳扩展弧线，这主要是因为在实验室疲劳台架试验时一般为短时恒幅加载。
前后钢板弹簧的断口形貌非常相似，源区的位置几乎相同，说明表面断裂是由相同条件引起的。
1.4 扫描电镜分析
使用超声波+丙酮清洗断口后置于扫描电镜下对断口形貌作进一步观察，低倍下可观察到钢板弹簧表面的凹坑，凹坑处有多条放射状台阶条纹，如图5和图6所示。
图5 钢板弹簧微观断口形貌(一)
图6 钢板弹簧微观断口形貌(二)
1.5 硬度检测
使用洛氏硬度计测量断裂钢板弹簧硬度，硬度为44.0～44.5HRC，符合GB/T 19844-2018《钢板弹簧技术条件》中6.4.1条规定的簧片硬度在41～48HRC的
要求。
1.6 化学成分分析
对断裂钢板弹簧的化学成分进行检测，结果见表1。
说明送检钢板弹簧的化学成分符合GB/T 1222-2016《弹簧钢》标准对50CrV钢的要求。
表1 化学成分分析结果(质量分数) %元素CSiMnPSCr失效件
0.490.190.640.0150.0041.0750CrV0.46～0.540.17～0.370.50～
0.80≤0.030≤0.0300.80～1.10
1.7 金相分析
在疲劳源处取金相试样，置于光学显微镜下观察，如图7所示。
非金属夹杂物A
类评为1.5级(细系)、B类评为0.5级、C类评为0.5级、D类评为1.0级(粗系)。
其非金属夹杂物等级符合GB/T 1222-2016《弹簧钢》的要求。
图7 非金属夹杂物(100×)
使用4%硝酸酒精侵蚀后观察，断裂钢板弹簧基体组织为均匀回火屈氏体，如图8所示。
依据QC/T 528-1999《汽车钢板弹簧金相检验标准》对组织进行评级，其金相组织等级为4级，满足标准要求的金相组织1～5级的合格要求。
表面存在轻微半脱碳现象，其总脱碳层深度约0.24 mm，符合有关技术要求，如图9所示。
图8 断裂钢板弹簧基体组织(500×)
图9 断裂钢板弹簧表面组织(200×)
在裂纹源附近的表面有多条微裂纹，这些微裂纹主要起始于表面凹坑底部，如图10所示；凹坑形态属喷丸引起的，经测量凹坑深0.28～0.38 mm。
图10 钢板弹簧断口附近微裂纹(100×)
在凹坑尖角位置的显微组织有明显变形现象，并有轻微的脱碳。
2 分析与讨论
由断口分析可知, 钢板弹簧属典型疲劳断裂。
在裂源处有多条台阶条纹，表明弹簧表面存在应力集中现象。
对钢板弹簧表面进行扫描电镜观察和金相检测结果表明,弹簧表面存在较多的凹坑；这些凹坑存在就有可能产生应力集中而形成疲劳源区。
同时金相检测结果也表明疲劳裂纹起始于凹坑底部, 并检测到在凹坑处有微裂纹存在。
金属疲劳裂纹的形成主要是由于在交变载荷应力作用下(通常为拉应力),在金属表面产生不均匀的滑移,因此疲劳裂纹常产生在构件的表面, 所以构件的表面质量对疲劳强度影响非常很大。
所以表面损伤如刀痕、凹坑、缺口等,这些缺陷处易产生应力集中,使构件疲劳强度大幅下降。
钢板弹簧在最终成型之前通常采用喷丸方法来提高构件抗疲劳强度,其作用不仅使表面产生残余压应力,而且还可以消除表面缺陷,降低缺口应力集中系数。
但当喷丸条件不合理时, 如喷丸过度或在较高的喷丸压力下就可能造成表面损伤,降低构件的抗疲劳性能。
3 结论
(1)现场复核钢板弹簧安装方式和加载方法，均符合相关技术要求和规范。
(2)汽车钢板弹簧断裂属于早期疲劳断裂失效。
引起疲劳失效的主要原因是由于喷丸工艺控制不当, 使弹簧表面留下的凹坑过大和过深, 且呈尖角形态, 凹坑的底部成
为应力集中区而形成疲劳源。
(3)严格控制喷丸工艺, 对弹丸的来料进行筛选，避免不规则的弹丸对弹簧表面产生损伤，同时也要控制弹丸运动速度。
(4)为了保证钢板弹簧的使用寿命，建议增加侧面喷丸，可避免从圆角处产生裂纹源，提高产品使用寿命。
(5)根据以上分析结论，严格控制喷丸工艺，对弹丸的来料进行筛选，使钢板弹簧的疲劳得到明显提高，在进行疲劳台架验证时均满足相关技术要求。
【相关文献】
[1]苏德达.弹簧钢失效分析[M].北京：机械工业出版社，1988.
[2]张栋.失效分析[M].北京：国防工业出版社，2008.
[3]刘亚龙，汪粤渤.皮卡车钢板弹簧断裂分析[J].理化检测(物理分册)，2011，47(5)：321-326. LIU Y L,WANG Y B.Fracture analysis on leaf spring of pickup vehicle[J].Physical Testing and Chemical Analysis(Part A:Physical Testing),2011,47(5):321-326.。