广州地铁某型车辆一系螺旋钢弹簧断裂问题分析

广州地铁某型车辆频发一系螺旋钢弹簧断裂问题。统计分析钢弹簧断口特征发现,断口有明显的疲劳断裂特征,断裂位置集中在1.0~1.6圈内,出现过第一、第二有效圈并圈磨损的异常现象。在钢弹簧簧丝应变测试中发现40~80 Hz频率痕迹。通过动态仿真分析发现,螺旋钢弹簧在40~80 Hz频率振动激励下出现明显的波动现象,弹簧各圈应力幅值均较低频激励时大,靠近端部的有效圈应力幅值较中间圈增大明显,从而使靠近端部的第一有效圈最早产生疲劳失效。基于分析结果,建议钢弹簧选型设计时,应提高疲劳强度,尽量取大安全系数,提高弹簧自振频率。