加載應(yīng)力
在碟型彈簧加載變形過程中，軸向應(yīng)力很小，可忽略不計(jì)，因此其疲勞壽命切向應(yīng)力影響。通常情況下，碟片上表面承受壓應(yīng)力，下表面承受拉應(yīng)力。
實(shí)際上，碟型彈簧的計(jì)算應(yīng)力與實(shí)際應(yīng)力并不一致，這是由于噴丸處理和強(qiáng)壓處理過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力所致，實(shí)際應(yīng)力由殘余應(yīng)力和加載應(yīng)力所組成。彈簧的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度主要受碟片下表面的拉應(yīng)力影響，由于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，碟型彈簧的計(jì)算應(yīng)力高于實(shí)際應(yīng)力?；诓煌?/span>ho/t值，碟形彈簧橫截面II點(diǎn)（下表面內(nèi)邊緣）或III（下表面外邊緣）為最大拉應(yīng)力點(diǎn)。
彈簧上表面內(nèi)邊緣，即橫截面I點(diǎn)為最大壓應(yīng)力點(diǎn)，該應(yīng)力直接影響彈簧的預(yù)壓變形，該變形是由于變形量超出碟形彈簧材料的彈性極限而產(chǎn)生的塑性變形導(dǎo)致，從而使彈簧自由高度減
小。如下圖
通過縮智短力臂加載的無支撐面碟形彈簧
對(duì)于曲線的變形模型來講，載荷通過縮短的力臂加載，獲得給定變形量時(shí)所需的力矩與通過橫截面I點(diǎn)和III點(diǎn)加載時(shí)相同，而力臂的縮短則要求對(duì)彈簧施加更大的載荷，因此這種情況下獲得的彈簧載荷特性曲線要比正常情況下陡峭。但彈簧計(jì)算載荷應(yīng)力不受加載點(diǎn)影響，而只與彈簧錐角大小有關(guān)，如下圖
有支撐面的碟形彈簧
支撐面僅用于厚度大于6mm的碟形彈簧（DIN2093標(biāo)準(zhǔn)，第三組）。采用支撐面使彈簧承載面積增大，從而減少導(dǎo)向件與彈簧之間的摩擦。承載點(diǎn)也由外邊緣de變?yōu)閐e’，由內(nèi)邊緣di變?yōu)閐i’。這種變化導(dǎo)致力臂縮短、載荷特性曲線變陡。如下圖
有支撐面碟形彈簧的設(shè)計(jì)載荷F（變形量S=0.75 ?ho）與相同尺寸De、Di及l(fā)o的無支撐面碟型彈簧相同，這是由于支撐面的存在使力臂縮短而需要增加載荷，同時(shí)使厚度減薄而導(dǎo)致載荷減小，二者相互抵消。由于要求相同的自由高度lo，有支撐面的碟型彈簧須具有較大的錐角φo’>φo。這就導(dǎo)致其載荷特性曲線除立直高度點(diǎn)F’（s=0.75ho）F=(s=0.75ho)外，與標(biāo)準(zhǔn)碟形彈簧特性曲線略有偏差。
DIN2093標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了盤片厚度由t減到t’的情況。A、B系列彈簧t’與t之間的平均厚度減薄比為0.938，C系列彈簧t’與t之間的平均厚度比為0.995。由于支撐面的存在，已不必對(duì)橫截面邊緣I…IV角點(diǎn)的載荷應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。因此計(jì)算應(yīng)力或多或少高于用更為精確的方法計(jì)算的角部實(shí)際應(yīng)力。由于這些數(shù)值只是一些名義值，因此偏差并不重要。
特殊情況
特殊材料碟形彈簧
適用于矩形彈簧截面碟形彈簧特征方程計(jì)算出的彈簧承載力高于E=206000N/mm2、μ=0.3的彈簧鋼達(dá)8%至9%，但可以通過由于I點(diǎn)和III點(diǎn)處的倒角引起的力臂縮短來補(bǔ)償，因此該鋼種碟型彈簧的計(jì)算載荷和實(shí)測(cè)載荷基本相近。但對(duì)于特殊材料，尤其是泊送比μ 較大的材料，這種情況不再成立。
極薄碟形彈簧
對(duì)于De/t＞40的極薄碟形彈簧，特性方程計(jì)算出的彈簧承載力過大，此時(shí)，碟形彈簧截面不再保持矩形，而且必須考慮到變形超出橫截面的情況（特別是使用有限元分析）。
極小直徑比碟形彈簧
計(jì)算De/Di＜1.8碟形彈簧的載荷特性曲線時(shí)，必須考慮由于倒角引起的力臂縮短，否則會(huì)出現(xiàn)計(jì)算承載力過低的現(xiàn)象。
具體詳見手冊(cè)44-47
027-82751971
