高周波往復バルブにおける ウェーブスプリング の主な故障メカニズムとそれを軽減する方法を特定します。

主な破損メカニズムは、波の山と谷の引張応力によって引き起こされる疲労破壊です。高周波用途では、動作周波数がばねの固有振動数 $\nu = \frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{kg}{W}}$ に近づくと、「波の衝突」または動的サージングが発生します。これは局所的な過度のストレスにつながります。破損したスプリングを分析すると、疲労を示す「ビーチ マーク」が破面に現れることがよくあります。軽減には、動作応力 $\sigma$ がグッドマン線図の疲労限界以下に維持されるようにすることが含まれます。ここで、$\sigma = \frac{3 π P D_m}{4 b t^2 n^2}$ です。 SAE 1070 や 17-7PH などの材料にショットピーニングを使用すると、表面に圧縮残留応力が導入され、平均応力が効果的に下方にシフトし、サイクル寿命が 1 桁延長されます。