自動車のクラッチ ウェーブスプリング が疲労により故障します。修正グッドマン基準はこの失敗の分析にどのように役立ちますか?

ウェーブスプリング の疲労破壊は、交番応力 $\sigma_a$ と平均応力 $\sigma_m$ を評価することによって解析されます。修正グッドマン方程式の使用: $\sigma_a / S_e + \sigma_m / S_{ut} = 1/n$、ここで $S_e$ は耐久限界、$S_{ut}$ は極限引張強さです。クラッチ アプリケーションでは、スプリングはプリロード高さ $H_1$ と動作高さ $H_2$ の間で循環します。 $H_2$ で計算された応力が材料 (SAE 9254 または 17-7PH など) の疲労限界を超える場合、圧縮中に引張応力が最も高くなる内径で微小亀裂が発生します。破損解析では通常、周期的な荷重を示す「ビーチ マーク」または縞模様が明らかになります。緩和には、波の数 $n$ を増やして波あたりの応力を減らすか、ショットピーニングプロセスを利用して表面に圧縮残留応力を誘発することが含まれます。