Der Effekt der Relaxation bei Federwerkstoffen
Ursachen, Einflüsse und Reduktionsstrategien:
Die Relaxation ist ein bedeutender Effekt, der bei Federwerkstoffen auftreten kann und einen wesentlichen Einfluss auf ihre Leistungsfähigkeit hat.
Ursachen der Relaxation: Die Relaxation bei Federwerkstoffen ist auf atomare Diffusionsprozesse zurückzuführen.
Unter Einwirkung von Temperatur, Zeit und Belastung bewegen sich Atome im Kristallgitter des Werkstoffs.
Diese Atombewegung führt zu einer schrittweisen Umstrukturierung des Werkstoffs, wodurch die anfängliche Vorspannung und damit die Federkraft allmählich abnehmen.
Einflussfaktoren auf die Relaxation: Temperatur: Höhere Temperaturen beschleunigen die Atombewegung, wodurch die Relaxation verstärkt wird. Die genaue Beziehung zwischen Temperatur und Relaxation kann durch die Aktivierungsenergie bestimmt werden, die für den Diffusionsprozess benötigt wird.
Zeit: Die Relaxation setzt schrittweise ein und nimmt mit zunehmender Zeit kontinuierlich zu. Dieser Effekt wird durch die kinetische Rate der Atombewegung bestimmt.
Belastung: Höhere Belastungen führen zu einer intensiveren Atombewegung und damit zu einer verstärkten Relaxation. Die genaue Beziehung zwischen Belastung und Relaxation kann durch das Hookesche Gesetz und die elastische Dehnung des Werkstoffs beschrieben werden.
Legierungsbestandteile im Werkstoff: Bestimmte Legierungsbestandteile können die Relaxation beeinflussen. Zum Beispiel können Legierungsbestandteile wie Silizium, Chrom, Molybdän und Vanadium die Relaxationsempfindlichkeit verringern und die Stabilität der Mikrostruktur verbessern. Durch Legierungsoptimierung kann die Relaxation reduziert werden.
Reduktionsstrategien für die Relaxation:
Um die Auswirkungen der Relaxation zu minimieren, können verschiedene Strategien angewendet werden:
Auswahl geeigneter Werkstoffe:
Die Auswahl von Federwerkstoffen mit geringer Relaxationsempfindlichkeit kann den Effekt reduzieren. Legierungen mit spezifischen Legierungsbestandteilen können dabei hilfreich sein.
Beispiele für solche Legierungen sind X7CrNiAl17-7 (1.4568) und X10CrNiTi18-9 (1.4310).
Wärmebehandlung:
Durch geeignete Wärmebehandlungsverfahren wie Spannungsarmglühen oder Kaltverfestigung können die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs optimiert und die Relaxation reduziert werden.
Konstruktionsanpassungen:
Durch eine optimierte Federgeometrie und Vorspannung können die Auswirkungen der Relaxation verringert werden. Beispielsweise können Mehrfachfedern oder Kombinationen aus Druck- und Zugfedern verwendet werden, um die Federkraftstabilität zu verbessern.
Praktische Nachteile der Relaxation:
Die Relaxation kann zu verschiedenen praktischen Nachteilen führen, darunter:
Leistungseinbußen:
Die Abnahme der Federkraft im Laufe der Zeit kann zu einer Verringerung der Leistungsfähigkeit von Federanwendungen führen. Dies kann zu Funktionsstörungen, unzureichender Belastung oder vorzeitigem Versagen führen. Ungenauigkeiten von Federbaugruppen:
Wenn die Relaxation nicht angemessen berücksichtigt wird, können Federbaugruppen ungenau und unzuverlässig sein. Dies kann zu Abweichungen in der Funktion, ungleichmäßigen Belastungen und Qualitätsproblemen führen.
Die Relaxation ist ein bedeutender Effekt bei Federwerkstoffen, der erhebliche Auswirkungen auf ihre Leistungsfähigkeit hat.
Durch das Verständnis der genauen wissenschaftlichen Ursachen und der Einflussfaktoren wie Temperatur, Zeit, Belastung und Legierungsbestandteile können Ingenieure geeignete Strategien zur Reduzierung der Relaxation entwickeln. Eine sorgfältige Werkstoffauswahl, optimierte Wärmebehandlung und Konstruktionsanpassungen sind entscheidend, um die Auswirkungen der Relaxation zu minimieren und die Funktionalität und Zuverlässigkeit von Federanwendungen zu gewährleisten. Es ist wichtig, die Relaxation in den Konstruktions- und Entwicklungsprozessen angemessen zu berücksichtigen, um die langfristige Leistung der Federwerkstoffe zu gewährleisten.
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Reiner Schmid Produktions GmbH Specialist and expert for the manufacture, production, production, development and sample production of torsion springs, double torsion springs and bent wire parts.
Abstract:
The manufacture, production and production of torsion springs, double torsion springs and bent wire parts is carried out in small series, large series and variant production.
The calculation, development and testing of torsion springs, double torsion springs and bent wire parts takes place before each production.
We offer customers a comprehensive application-related service such as advice, calculation, development and sample production for torsion springs, double torsion springs and bent wire parts.
Keywords:
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The torsion spring:
Cylindrical torsion springs or also known as torsion springs, helical torsion springs are widely used and versatile machine elements components in the world of mechanics and spring technology.
The structure of a cylindrical torsion spring consists of a wire that is wound in a helical shape around a central axis in even turns.
torsion springs are used to absorb and release a rotating movement, a torque or a force and to guide the movement of the legs.
torsion springs are characterized by the ability to absorb and release deflections, forces or torques around a rotation axis and to guide the rotational movement.
torsion springs usually have a cylindrical spring body on which two legs are arranged.
The legs can be arranged tangentially, radially or axially, whereby each leg can have a different arrangement. Different spring end shapes can be attached to the end of the two legs, e.g. straight leg, hook shape, eyelet shape, round or square.
The terms "torsion spring", "torsion spring" and "torsion spring" refer to the same component.
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The double torsion spring:
Double torsion springs, double torsion springs and double torsion springs are widely used and versatile machine elements in the world of mechanics and spring technology.
The structure of a double torsion spring consists of a wire that is wound in a helical shape in even turns to form two separate spring bodies. The two spring bodies are connected by a wire, which is usually designed as a U-shaped web.
The legs or spring ends of the double torsion springs are usually attached to the outside of the respective spring body. The force or torque is introduced either via the U-shaped web or via the legs. The double torsion spring is usually guided via a mandrel, axle or bolt.
Double torsion springs, double torsion springs and double torsion springs are used to absorb or release a rotating movement, torque or force. Double torsion springs are characterized by the ability to absorb or release deflections, forces or torques around a rotation axis. The legs can be arranged tangentially, radially or axially, whereby each leg can have a different arrangement. Different spring end shapes can be attached to the end of the two legs, e.g. straight leg, hook shape, eyelet shape, round or square.
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The wire bent part:
In practical use, standardized wire bent parts such as spring rings, snap rings, retaining rings, clips, pins, etc. are found. A paper clip or a staple clip also belongs to the wire bent parts, wire form springs and bent parts.
However, in practical use, non-standardized, individual, application-specific designed wire bent parts are mostly used. Wire form springs and bent parts are used.
The focus is on the function of the component: e.g. securing, protecting, holding, positioning, clamping or springing.
Wire form springs, wire form springs and bent parts made of spring steel wire are important components in various industries and applications. Bent wire parts are special machine elements that usually have springy properties.
They are made into a specific shape by bending wire and offer a variety of advantages in terms of flexibility, cost-effectiveness and functionality.
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