4.2　许用应力及极限应力曲线

4.2.1　载荷类型

许用应力与载荷性质有关。按载荷性质不同，可分为静载荷与变载荷两类。

1）静载荷　作用于碟簧上的载荷不变，或在长时间内只有偶然变化，在规定寿命内变化次数N≤1×10⁴次。

2）变载荷　作用于碟簧上的载荷在预加载荷和工作载荷之间循环变化，在规定寿命内变化次数N≥1×10⁴次。

4.2.2　静载荷作用下碟簧的许用应力

静载荷作用下的碟簧应通过校验OM点的应力σ_OM来保证自由高度H₀的稳定。压簧压平时，σ_OM应接近（小于）碟簧材料的屈服极限σ_s。对于常用的碟簧材料60Si2MnA或50CrVA，σ_s＝1400～1600MPa。

4.2.3　变载荷作用下碟簧的疲劳极限

变载荷作用下碟簧的使用寿命可分为：

1）无限寿命　可以承受2×10⁶或更多加载次数而不破坏。

2）有限寿命　可以在持久极限范围内承受（1×10⁴）～（2×10⁶）次有限的加载变化直至破坏。

对于承受变载荷作用的碟簧，疲劳破坏一般发生在最大拉应力位置Ⅱ或Ⅲ处（见图12-6-3）。究竟发生在Ⅱ还是Ⅲ处，将取决于C＝D/d值和值（无支承面碟簧）或K₄（）值（有支承面弹簧）。图12-6-3是用于判断最大应力位置（疲劳破坏关键位置）的曲线。在曲线上部，最大应力出现在Ⅲ处，在曲线下部，最大应力出现在Ⅱ处；在两曲线的过渡区，最大应力可能出现在Ⅱ或Ⅲ处，这时应校验σ_Ⅱ或σ_Ⅲ。

图12-6-3　碟簧疲劳破坏关键部位

变载荷作用下的碟簧安装时，必须有预压变形量f₁。一般f₁＝0.15h₀～0.2h₀，它能防止Ⅰ处出现径向小裂纹，有利于提高碟簧寿命。

对于材料为50CrVA的单片（或对合组合不超过10片）碟簧的疲劳极限，根据寿命要求，碟簧厚度计算的上限应力σ_max（对应于工作时的最大变形量）和下限应力（对应于预压变形量），可根据图12-6-4、图12-6-5、图12-6-6查取。厚度超过14mm，较多片数组合的弹簧，其他材料的碟簧和在特殊环境下（如高温、有化学影响等）工作的碟簧，应酌情降低。

图12-6-4　t≤1.25mm碟簧的极限应力曲线

图12-6-5　1.25mm＜t≤6mm碟簧的极限应力曲线

图12-6-6　6mm＜t≤14mm碟簧的极限应力曲线