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。這種回彈可以通過在卷制過程中施加拉伸的方式來減小。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)單的螺旋是最常見的方式。螺旋彈簧是設(shè)計(jì)來平衡拉、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)過這種熱處理后會(huì)降低強(qiáng)度。另一種說法（在這里提到的），在繞制過程中采用拉伸方式，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題應(yīng)該立即開展。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)上說也是螺旋彈簧。通過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。
電刺激肌肉的過程是目前正在加緊研究的領(lǐng)域。然而，一個(gè)最大的問題就是在體內(nèi)的電極過早的和不可預(yù)知的失效。這種破損是由于腐蝕帶來的疲勞。
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。