彈簧工程師筆試試題一、填空題（每題3分，共15分）圓柱螺旋壓縮彈簧按GB/T1239.6-2009規(guī)定，當(dāng)彈簧旋繞比C≤5時，其強(qiáng)壓處理后的殘余變形量應(yīng)不大于_______。根據(jù)GB/T1239.2-2009，冷卷螺旋彈簧的立定處理溫度一般不超過_______℃。彈簧用60Si2MnA材料，其錳元素在材料中的主要作用是提高_(dá)______和淬透性。按照GB/T1805-2020，彈簧的自由高度極限偏差屬于_______類尺寸公差。高溫環(huán)境下（300℃以上）使用的彈簧，宜選用_______合金材料。二、選擇題（每題4分，共20分）以下哪種制造工藝可顯著提高彈簧的疲勞壽命？（）A.普通卷制B.噴丸處理C.退火處理D.酸洗處理根據(jù)GB/T23935-2009，彈簧表面脫碳層深度不得超過（）A.材料直徑的1%B.材料直徑的2%C.材料直徑的3%D.材料直徑的5%圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧在設(shè)計(jì)時，需重點(diǎn)校核（）A.彎曲應(yīng)力B.剪切應(yīng)力C.拉應(yīng)力D.壓應(yīng)力對于承受交變載荷的重要彈簧，其疲勞壽命計(jì)算應(yīng)采用（）A.古德曼（Goodman）圖B.莫爾（Mohr）圓C.胡克定律D.泊松比理論彈簧熱處理后進(jìn)行硬度檢測，優(yōu)先采用（）檢測方法。A.布氏硬度B.洛氏硬度C.維氏硬度D.肖氏硬度三、判斷題（每題3分，共15分）彈簧的工作應(yīng)力超過材料的彈性極限，彈簧仍能恢復(fù)原狀。（）GB/T1239.1-2009規(guī)定，熱卷彈簧的卷制溫度需控制在材料的再結(jié)晶溫度以上。（）彈簧表面鍍鋅處理可提高其耐腐蝕性，鍍層越厚越好。（）變剛度彈簧在設(shè)計(jì)時，需考慮其剛度變化曲線與工作載荷的匹配性。（）對于航空航天用彈簧，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行ASMEB18.27.1等國際標(biāo)準(zhǔn)。（）四、簡答題（每題10分，共20分）簡述GB/T1239.4-2009中圓柱螺旋壓縮彈簧穩(wěn)定性校核的方法及不滿足穩(wěn)定性要求時的改進(jìn)措施。結(jié)合GB/T24524-2009，說明彈簧疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、失效判定準(zhǔn)則及數(shù)據(jù)處理方法。五、計(jì)算題（每題15分，共30分）已知某圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù)：材料為50CrVA，彈簧絲直徑d=6mm，彈簧中徑D=42mm，有效圈數(shù)n=10，工作行程h=20mm，最大工作載荷F?=800N。試計(jì)算彈簧的最大工作切應(yīng)力τ?，并判斷是否滿足材料許用切應(yīng)力[τ]=600MPa的要求（切應(yīng)力修正系數(shù)K=1.15）。設(shè)計(jì)一圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧，用于某機(jī)械設(shè)備的復(fù)位裝置。已知工作扭矩T=15N?m，最大工作扭轉(zhuǎn)角α?=90°，材料選用65Mn，彈簧絲直徑d=5mm，彈簧中徑D=35mm，試計(jì)算該彈簧的工作應(yīng)力σ，并確定所需的有效圈數(shù)n（取彈性模量E=206GPa，許用彎曲應(yīng)力[σ]=550MPa）。彈簧工程師筆試試題答案一、填空題答案0.005H?（H?為彈簧自由高度）250強(qiáng)度一般鎳基二、選擇題答案1.B2.B3.A4.A5.B三、判斷題答案1.×2.×3.×4.√5.√四、簡答題答案穩(wěn)定性校核方法：根據(jù)GB/T1239.4-2009，對于高徑比b=H?/D?（H?為彈簧自由高度，D?為彈簧外徑）較大的圓柱螺旋壓縮彈簧，需進(jìn)行穩(wěn)定性校核。當(dāng)b＞b?（b?為臨界高徑比，與彈簧端部支承情況有關(guān)）時，彈簧可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。臨界載荷F?可通過公式F?=C??C??k?H?計(jì)算（C?為端部結(jié)構(gòu)系數(shù)，C?為長度系數(shù)，k為彈簧剛度），將工作載荷F與F?比較，若F＞F?，則彈簧不穩(wěn)定。改進(jìn)措施：①降低彈簧的高徑比，如減小自由高度或增大外徑；②加裝導(dǎo)桿或?qū)?，限制彈簧的橫向位移；③采用組合彈簧，提高整體穩(wěn)定性。試驗(yàn)條件：根據(jù)GB/T24524-2009，彈簧疲勞試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的載荷譜下進(jìn)行，包括最小載荷F?、最大載荷F?及循環(huán)次數(shù)N。試驗(yàn)環(huán)境溫度、濕度等條件需符合標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)設(shè)備精度應(yīng)滿足試驗(yàn)需求。失效判定準(zhǔn)則：彈簧出現(xiàn)斷裂、永久變形超過規(guī)定值、剛度變化超出允許范圍等情況時，判定為失效。數(shù)據(jù)處理方法：記錄彈簧失效時的循環(huán)次數(shù)N，繪制疲勞壽命曲線（S-N曲線），分析不同載荷水平下彈簧的疲勞性能，計(jì)算疲勞極限等參數(shù)。五、計(jì)算題答案計(jì)算最大工作切應(yīng)力τ?：根據(jù)公式τ?=K?8F?D/（πd3），將d=6mm，D=42mm，F(xiàn)?=800N，K=1.15代入公式：τ?=1.15×8×800×42/（3.14×63）≈513.7MPa因?yàn)?13.7MPa＜600MPa，所以滿足材料許用切應(yīng)力要求。計(jì)算工作應(yīng)力σ：根據(jù)公式σ=10.2T/（πd3），將T=15N?m，d=5mm代入公式：σ=10.2×15×1000/（3.14×53）≈390.1MPa因?yàn)?90.1MPa＜550MPa，工作應(yīng)力滿足要求。計(jì)算有效圈數(shù)n：根據(jù)公式α=360×180T?n/（πEd?），變