附件C：譯文


減小螺旋彈簧的回彈和殘余應(yīng)力

阿克倫大學(xué) 機(jī)械工程系 G.D.BIBLE
凱斯西儲(chǔ)大學(xué) 機(jī)械與航空航天系 T.P.Kicher

被卷成螺旋彈簧的金屬絲在冷成形后表現(xiàn)出相當(dāng)大的扭轉(zhuǎn)回彈。這種回彈可以通過(guò)在卷制過(guò)程中施加拉伸的方式來(lái)減小。拉伸載荷的應(yīng)用減小了用于形成彈性鉸的力矩。在進(jìn)一步的繞制過(guò)程中去掉拉伸載荷可以減小在橫截面上的殘余力矩和由此產(chǎn)生的回彈。更重要的是，降低金屬線上的殘余應(yīng)力與減小回彈是有關(guān)聯(lián)的。
介紹
對(duì)于機(jī)械彈簧，金屬絲繞成一個(gè)簡(jiǎn)單的螺旋是最常見(jiàn)的方式。螺旋彈簧是設(shè)計(jì)來(lái)平衡拉、壓、扭轉(zhuǎn)載荷的。
設(shè)計(jì)步驟和應(yīng)力分析理論被和好的建立了?！?】然而，殘余應(yīng)力是在繞制彈簧過(guò)程中附加應(yīng)力疊加的結(jié)果。殘余應(yīng)力近似等于材料的屈服應(yīng)力，對(duì)于高強(qiáng)度鋼可達(dá)1379MPa或者更大。
殘余應(yīng)力會(huì)影響疲勞壽命即材料抵抗應(yīng)力腐蝕及其他類型腐蝕的能力。通常機(jī)械零部件在冷成型或制造后要經(jīng)過(guò)退火處理以消除殘余應(yīng)力。然而，用作機(jī)械彈簧的高強(qiáng)度鋼經(jīng)過(guò)這種熱處理后會(huì)降低強(qiáng)度。另一種說(shuō)法（在這里提到的），在繞制過(guò)程中采用拉伸方式，這將導(dǎo)致尺寸方面的穩(wěn)定而且會(huì)極大地降低殘余應(yīng)力。雖然這里提到的結(jié)果適用于所用的螺旋彈簧，但是研究肌肉電極斷裂的特殊問(wèn)題應(yīng)該立即開(kāi)展。因?yàn)橛蓸O細(xì)的金屬絲制成的被用作人工神經(jīng)的肌肉注射電極，本質(zhì)上說(shuō)也是螺旋彈簧。通過(guò)直接電刺激肌肉可以恢復(fù)脊髓損傷的患者局部運(yùn)動(dòng)能力。
電刺激肌肉的過(guò)程是目前正在加緊研究的領(lǐng)域。然而，一個(gè)最大的問(wèn)題就是在體內(nèi)的電極過(guò)早的和不可預(yù)知的失效。這種破損是由于腐蝕帶來(lái)的疲勞。
理論
由于彎曲，作用于金屬絲或者棒上的力矩導(dǎo)致常見(jiàn)的應(yīng)力分布。應(yīng)力隨著力矩的增加而增加。對(duì)于理想的彈性塑料材料，應(yīng)力的增加在屈服應(yīng)力點(diǎn)停止，如圖1所示。隨著力矩的增加，如圖1所示，最終形成塑性鉸應(yīng)力分布。