ส่วนประกอบทางเคมีของท่อขดสแตนเลส 310 ผลกระทบของข้อบกพร่องที่พื้นผิวในลวดเหล็กชุบแข็งน้ำมันต่ออายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วในเครื่องยนต์ยานยนต์

ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.comคุณกำลังใช้เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่มีการรองรับ CSS แบบจำกัดเพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดต (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer)นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
แถบเลื่อนแสดงสามบทความต่อสไลด์ใช้ปุ่มย้อนกลับและปุ่มถัดไปเพื่อเลื่อนไปตามสไลด์ หรือใช้ปุ่มตัวควบคุมสไลด์ที่ส่วนท้ายเพื่อเลื่อนไปตามแต่ละสไลด์

สแตนเลส310ท่อขด/ท่อขดองค์ประกอบทางเคมีและองค์ประกอบ

ตารางต่อไปนี้แสดงองค์ประกอบทางเคมีของสแตนเลสเกรด 310S

10 * 1 มม. 9.25 * 1.24 มม. 310 ซัพพลายเออร์ท่อขดสแตนเลสเส้นเลือดฝอย

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพของสแตนเลสเกรด 310S แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้

คุณสมบัติทางกล

ตารางต่อไปนี้สรุปคุณสมบัติทางกลของสแตนเลสเกรด 310S

คุณสมบัติทางความร้อน

คุณสมบัติทางความร้อนของสแตนเลสเกรด 310S แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้

การกำหนดอื่น ๆ

ชื่ออื่นๆ ที่เทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 310S แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินอายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วของเครื่องยนต์รถยนต์ เมื่อใช้ข้อบกพร่องระดับไมโครกับลวดชุบแข็งด้วยน้ำมันเกรด 2300 MPa (ลวด OT) โดยมีความลึกของข้อบกพร่องวิกฤตที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 มม.ประการแรก การเสียรูปของข้อบกพร่องที่พื้นผิวของลวด OT ในระหว่างการผลิตสปริงวาล์วนั้นได้มาโดยการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์โดยใช้วิธีการซับซิมูเลชัน และวัดความเค้นตกค้างของสปริงที่เสร็จแล้วและนำไปใช้กับแบบจำลองการวิเคราะห์ความเค้นสปริงประการที่สอง วิเคราะห์ความแข็งแรงของสปริงวาล์ว ตรวจสอบความเค้นตกค้าง และเปรียบเทียบระดับความเค้นที่เกิดขึ้นกับข้อบกพร่องของพื้นผิวประการที่สาม ประเมินผลกระทบของข้อบกพร่องระดับจุลภาคต่ออายุการใช้งานความล้าของสปริงโดยการประยุกต์ใช้ความเค้นต่อข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่ได้จากการวิเคราะห์ความแข็งแรงของสปริงกับเส้นโค้ง SN ที่ได้จากการทดสอบความล้าแบบแรงดัดงอระหว่างการหมุนของเส้นลวด OTความลึกของข้อบกพร่องที่ 40 µm เป็นมาตรฐานปัจจุบันสำหรับการจัดการข้อบกพร่องที่พื้นผิวโดยไม่กระทบต่ออายุการใช้งานความล้า
อุตสาหกรรมยานยนต์มีความต้องการอย่างมากสำหรับส่วนประกอบยานยนต์น้ำหนักเบาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของยานพาหนะดังนั้นการใช้เหล็กความแข็งแรงสูงขั้นสูง (AHSS) จึงเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสปริงวาล์วเครื่องยนต์ยานยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยลวดเหล็กชุบแข็งน้ำมัน (OT) ทนความร้อน ทนต่อการสึกหรอ และไม่ยุบตัว
เนื่องจากความต้านทานแรงดึงสูง (1900–2100 MPa) สายไฟ OT ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันทำให้สามารถลดขนาดและมวลของสปริงวาล์วเครื่องยนต์ได้ ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงโดยลดการเสียดสีกับชิ้นส่วนโดยรอบ1เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ การใช้เหล็กลวดไฟฟ้าแรงสูงจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเหล็กลวดที่มีความแข็งแรงสูงพิเศษระดับ 2300MPa จะปรากฏขึ้นทีละชิ้นสปริงวาล์วในเครื่องยนต์ยานยนต์ต้องมีอายุการใช้งานยาวนานเนื่องจากสปริงวาล์วทำงานภายใต้ภาระรอบสูงเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดนี้ โดยทั่วไปผู้ผลิตจะพิจารณาอายุการใช้งานของความล้าที่มากกว่า 5.5×107 รอบเมื่อออกแบบสปริงวาล์ว และใช้ความเค้นตกค้างกับพื้นผิวของสปริงวาล์วผ่านการขัดผิวแบบ shot peening และกระบวนการหดตัวด้วยความร้อนเพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของความล้า2
มีการศึกษาเกี่ยวกับอายุการใช้งานความล้าของสปริงเกลียวในรถยนต์ค่อนข้างน้อยภายใต้สภาวะการทำงานปกติกซาล และคณะนำเสนอการวิเคราะห์องค์ประกอบเชิงทดลองและไฟไนต์เอลิเมนต์ (FE) ของสปริงเกลียวทรงรีที่มีมุมเกลียวขนาดเล็กภายใต้ภาระคงที่การศึกษานี้ให้การแสดงออกที่ชัดเจนและเรียบง่ายสำหรับตำแหน่งของความเค้นเฉือนสูงสุดเทียบกับอัตราส่วนภาพและดัชนีความแข็ง และยังให้ข้อมูลเชิงลึกเชิงวิเคราะห์เกี่ยวกับความเค้นเฉือนสูงสุด ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการออกแบบเชิงปฏิบัติPastorcic และคณะอธิบายผลการวิเคราะห์การทำลายและความล้าของสปริงเกลียวที่ถูกถอดออกจากรถยนต์ส่วนตัวหลังจากเกิดความล้มเหลวในการทำงานโดยใช้วิธีการทดลอง ตรวจสอบสปริงที่แตกหัก และผลลัพธ์ชี้ให้เห็นว่านี่คือตัวอย่างของความล้มเหลวจากการกัดกร่อนจากความล้ารู ฯลฯ แบบจำลองอายุการใช้งานของสปริงแบบถดถอยเชิงเส้นหลายแบบได้รับการพัฒนาเพื่อประเมินอายุการใช้งานของสปริงเกลียวของรถยนต์ปุตรา และคนอื่นๆ.เนื่องจากพื้นผิวถนนไม่เรียบ อายุการใช้งานของสปริงขดของรถจึงถูกกำหนดอย่างไรก็ตาม ยังมีการวิจัยเพียงเล็กน้อยว่าข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตส่งผลต่ออายุการใช้งานของคอยล์สปริงในรถยนต์อย่างไร
ข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตอาจทำให้เกิดความเครียดเฉพาะที่ในสปริงวาล์ว ซึ่งช่วยลดอายุการใช้งานของความล้าได้อย่างมากข้อบกพร่องที่พื้นผิวของสปริงวาล์วมีสาเหตุหลายประการ เช่น ข้อบกพร่องที่พื้นผิวของวัตถุดิบที่ใช้ ข้อบกพร่องในเครื่องมือ การจัดการที่หยาบระหว่างการรีดเย็น7ข้อบกพร่องที่พื้นผิวของวัตถุดิบเป็นรูปตัว V ที่สูงชันเนื่องจากการรีดร้อนและการวาดแบบหลายรอบ ในขณะที่ข้อบกพร่องที่เกิดจากเครื่องมือขึ้นรูปและการจัดการอย่างไม่ระมัดระวังเป็นรูปตัว U ที่มีความลาดเอียงเล็กน้อย8,9,10,11ข้อบกพร่องรูปตัว V ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเครียดสูงกว่าข้อบกพร่องรูปตัว U ดังนั้น มักใช้เกณฑ์การจัดการข้อบกพร่องที่เข้มงวดกับวัสดุตั้งต้น
มาตรฐานการจัดการข้อบกพร่องที่พื้นผิวปัจจุบันสำหรับสายไฟ OT ได้แก่ ASTM A877/A877M-10, DIN EN 10270-2, JIS G 3561 และ KS D 3580 DIN EN 10270-2 ระบุว่าความลึกของข้อบกพร่องที่พื้นผิวบนเส้นผ่านศูนย์กลางลวด 0.5– 10 มม. น้อยกว่า 0.5–1% ของเส้นผ่านศูนย์กลางลวดนอกจากนี้ JIS G 3561 และ KS D 3580 กำหนดให้ความลึกของข้อบกพร่องที่พื้นผิวในเหล็กลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5–8 มม. น้อยกว่า 0.5% ของเส้นผ่านศูนย์กลางลวดใน ASTM A877/A877M-10 ผู้ผลิตและผู้ซื้อจะต้องตกลงเกี่ยวกับความลึกที่อนุญาตของข้อบกพร่องที่พื้นผิวในการวัดความลึกของข้อบกพร่องบนพื้นผิวของเส้นลวด ลวดมักจะถูกสลักด้วยกรดไฮโดรคลอริก จากนั้นจึงวัดความลึกของข้อบกพร่องโดยใช้ไมโครมิเตอร์อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้สามารถวัดข้อบกพร่องได้เฉพาะบางพื้นที่เท่านั้น ไม่ใช่บนพื้นผิวทั้งหมดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายดังนั้น ผู้ผลิตจึงใช้การทดสอบกระแสเอ็ดดี้ในระหว่างกระบวนการวาดลวดเพื่อวัดข้อบกพร่องที่พื้นผิวในลวดที่ผลิตอย่างต่อเนื่องการทดสอบเหล่านี้สามารถวัดความลึกของข้อบกพร่องที่พื้นผิวได้ลึกถึง 40 µmลวดเหล็กเกรด 2300MPa ที่อยู่ระหว่างการพัฒนามีความต้านทานแรงดึงสูงกว่าและการยืดตัวต่ำกว่าลวดเหล็กเกรด 1900-2200MPa ที่มีอยู่ ดังนั้นอายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วจึงถือว่าไวต่อข้อบกพร่องที่พื้นผิวมากดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบความปลอดภัยในการใช้มาตรฐานที่มีอยู่เพื่อควบคุมความลึกของข้อบกพร่องที่พื้นผิวสำหรับลวดเหล็กเกรด 1900-2200 MPa ถึงเกรดลวดเหล็ก 2300 MPa
การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินอายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วเครื่องยนต์ยานยนต์ เมื่อใช้ความลึกของข้อบกพร่องขั้นต่ำที่วัดได้โดยการทดสอบกระแสไหลวน (เช่น 40 µm) กับสายไฟ OT เกรด 2300 MPa (เส้นผ่านศูนย์กลาง: 2.5 มม.): ข้อบกพร่องร้ายแรง ความลึก .การมีส่วนร่วมและวิธีการของการศึกษาครั้งนี้มีดังนี้
เนื่องจากข้อบกพร่องเริ่มแรกในสายไฟ OT จึงมีการใช้ข้อบกพร่องรูปตัว V ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่ออายุความล้าในทิศทางตามขวางที่สัมพันธ์กับแกนลวดพิจารณาอัตราส่วนของขนาด (α) และความยาว (β) ของข้อบกพร่องที่พื้นผิวเพื่อดูผลกระทบของความลึก (h) ความกว้าง (w) และความยาว (l)ข้อบกพร่องที่พื้นผิวเกิดขึ้นภายในสปริง โดยที่ความล้มเหลวจะเกิดขึ้นก่อน
เพื่อคาดการณ์การเสียรูปของข้อบกพร่องเริ่มแรกในลวด OT ในระหว่างการพันเย็น ใช้วิธีการจำลองย่อย ซึ่งคำนึงถึงเวลาการวิเคราะห์และขนาดของข้อบกพร่องที่พื้นผิว เนื่องจากข้อบกพร่องมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับลวด OTโมเดลระดับโลก
ความเค้นอัดที่ตกค้างในสปริงหลังจากการขัดผิวด้วยการยิงสองขั้นตอนถูกคำนวณโดยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ผลลัพธ์จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับการวัดหลังจากการขัดผิวด้วยการยิงเพื่อยืนยันแบบจำลองการวิเคราะห์นอกจากนี้ ยังมีการวัดความเค้นตกค้างในสปริงวาล์วจากกระบวนการผลิตทั้งหมดและนำไปใช้กับการวิเคราะห์ความแข็งแรงของสปริง
คาดการณ์ความเค้นในข้อบกพร่องที่พื้นผิวได้โดยการวิเคราะห์ความแข็งแรงของสปริง โดยคำนึงถึงการเสียรูปของข้อบกพร่องระหว่างการรีดเย็นและความเค้นอัดที่ตกค้างในสปริงที่เสร็จแล้ว
การทดสอบความล้าจากการโค้งงอแบบหมุนดำเนินการโดยใช้ลวด OT ที่ทำจากวัสดุชนิดเดียวกับสปริงวาล์วเพื่อที่จะเชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นตกค้างและความหยาบของพื้นผิวของสปริงวาล์วที่ประดิษฐ์ขึ้นกับเส้น OT เส้นโค้ง SN ได้มาโดยการทดสอบความล้าแบบหมุนหลังใช้การขัดผิวด้วยการฉีดแบบสองขั้นตอนและแรงบิดเป็นกระบวนการปรับสภาพ
ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ความแข็งแรงของสปริงจะนำไปใช้กับสมการกู๊ดแมนและเส้นโค้ง SN เพื่อทำนายอายุความล้าของสปริงวาล์ว และประเมินผลกระทบของความลึกของข้อบกพร่องที่พื้นผิวต่ออายุความล้าด้วย
ในการศึกษานี้ ใช้ลวดเกรด 2300 MPa OT ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 มม. เพื่อประเมินอายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วเครื่องยนต์ของยานยนต์ขั้นแรก ให้ทำการทดสอบแรงดึงของลวดเพื่อให้ได้แบบจำลองการแตกหักแบบเหนียว
สมบัติทางกลของลวด OT ได้มาจากการทดสอบแรงดึงก่อนการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ของกระบวนการขดลวดเย็นและความแข็งแรงของสปริงกราฟความเค้น-ความเครียดของวัสดุถูกกำหนดโดยใช้ผลการทดสอบแรงดึงที่อัตราความเครียด 0.001 s-1 ดังแสดงในรูป1. ใช้ลวด SWONB-V และความแข็งแรงของผลผลิต ความต้านทานแรงดึง โมดูลัสยืดหยุ่น และอัตราส่วนของปัวซองคือ 2001.2MPa, 2316MPa, 206GPa และ 0.3 ตามลำดับการพึ่งพาความเค้นต่อความเครียดของการไหลจะได้ดังนี้:
ข้าว.2 แสดงให้เห็นกระบวนการแตกหักแบบเหนียววัสดุผ่านการเสียรูปแบบอีลาสโตพลาสติกในระหว่างการเปลี่ยนรูป และวัสดุจะแคบลงเมื่อความเค้นในวัสดุถึงความต้านทานแรงดึงต่อมา การสร้าง การเติบโต และการรวมตัวกันของช่องว่างภายในวัตถุนำไปสู่การทำลายล้างของวัตถุ
แบบจำลองการแตกหักแบบเหนียวใช้แบบจำลองการเปลี่ยนรูปวิกฤตที่แก้ไขโดยความเค้น โดยคำนึงถึงผลกระทบของความเครียด และการแตกหักหลังคอใช้วิธีการสะสมความเสียหายในที่นี้ การเริ่มต้นความเสียหายจะแสดงเป็นฟังก์ชันของความเครียด ความเป็นสามแกนของความเครียด และอัตราความเครียดความเป็นสามแกนของความเค้นถูกกำหนดให้เป็นค่าเฉลี่ยที่ได้จากการหารความเค้นอุทกสถิตที่เกิดจากการเสียรูปของวัสดุจนถึงการก่อตัวของคอด้วยความเค้นที่มีประสิทธิผลในวิธีการสะสมความเสียหาย การทำลายจะเกิดขึ้นเมื่อค่าความเสียหายถึง 1 และพลังงานที่จำเป็นเพื่อให้ถึงค่าความเสียหาย 1 ถูกกำหนดให้เป็นพลังงานการทำลายล้าง (Gf)พลังงานการแตกหักสอดคล้องกับขอบเขตของเส้นโค้งการกระจัดของความเค้นที่แท้จริงของวัสดุตั้งแต่การคอไปจนถึงเวลาการแตกหัก
ในกรณีของเหล็กทั่วไป ขึ้นอยู่กับโหมดความเค้น การแตกหักแบบเหนียว การแตกหักแบบเฉือน หรือการแตกหักแบบผสมเกิดขึ้นเนื่องจากความเหนียวและการแตกหักแบบเฉือน ดังแสดงในรูปที่ 3 ความเครียดการแตกหักและความเครียดแบบสามแกนแสดงค่าที่แตกต่างกันสำหรับ รูปแบบการแตกหัก
ความล้มเหลวของพลาสติกเกิดขึ้นในภูมิภาคที่สอดคล้องกับความเป็นสามแกนของความเค้นมากกว่า 1/3 (โซน I) และความเครียดจากการแตกหักและความเป็นสามแกนของความเค้นสามารถอนุมานได้จากการทดสอบแรงดึงบนชิ้นงานทดสอบที่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิวและมีรอยบากในพื้นที่ที่สอดคล้องกับความเป็นสามแกนของความเค้นที่ 0 ~ 1/3 (โซน II) จะเกิดการแตกหักแบบเหนียวและความล้มเหลวของแรงเฉือนเกิดขึ้นร่วมกัน (เช่น ผ่านการทดสอบแรงบิด ในพื้นที่ที่สอดคล้องกับความเป็นสามแกนของความเค้นตั้งแต่ -1/3 ถึง 0 (III) ความเสียหายจากแรงเฉือนที่เกิดจากแรงอัด และความเครียดจากการแตกหักและความเค้นสามแกนสามารถรับได้โดยการทดสอบการทำให้เสียสภาพ
สำหรับสายไฟ OT ที่ใช้ในการผลิตสปริงวาล์วเครื่องยนต์ จำเป็นต้องคำนึงถึงการแตกหักที่เกิดจากสภาวะการรับน้ำหนักต่างๆ ในระหว่างกระบวนการผลิตและสภาวะการใช้งานดังนั้นจึงทำการทดสอบแรงดึงและแรงบิดเพื่อใช้เกณฑ์ความเครียดความล้มเหลว โดยพิจารณาถึงผลกระทบของความเป็นสามแกนของความเค้นต่อโหมดความเค้นแต่ละโหมด และทำการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์อีลาสโตพลาสติกที่สายพันธุ์ขนาดใหญ่เพื่อหาปริมาณการเปลี่ยนแปลงในความเป็นสามแกนของความเค้นโหมดการบีบอัดไม่ได้รับการพิจารณาเนื่องจากข้อจำกัดในการประมวลผลตัวอย่าง กล่าวคือ เส้นผ่านศูนย์กลางของลวด OT อยู่ที่ 2.5 มม. เท่านั้นตารางที่ 1 แสดงรายการเงื่อนไขการทดสอบแรงดึงและแรงบิด รวมถึงความเค้นสามแกนและความเครียดการแตกหัก ซึ่งได้จากการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เอลิเมนต์
ความเครียดจากการแตกหักของเหล็กรูปสามเหลี่ยมแบบธรรมดาภายใต้ความเค้นสามารถทำนายได้โดยใช้สมการต่อไปนี้
โดยที่ C1: \({\overline{{\varepsilon__{0}}}^{pl}\) การตัดแบบคลีน (η = 0) และ C2: \({\overline{{\varepsilon}_{0} } }^{pl}\) ความตึงในแกนเดียว (η = η0 = 1/3)
เส้นแนวโน้มสำหรับโหมดความเครียดแต่ละโหมดได้มาจากการใช้ค่าความเครียดการแตกหัก C1 และ C2 ในสมการ(2);C1 และ C2 ได้มาจากการทดสอบแรงดึงและแรงบิดกับตัวอย่างที่ไม่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิวรูปที่ 4 แสดงความเครียดสามแกนและความเครียดการแตกหักที่ได้จากการทดสอบและเส้นแนวโน้มที่ทำนายโดยสมการ(2) เส้นแนวโน้มที่ได้จากการทดสอบและความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นสามแกนและความเครียดจากการแตกหักแสดงแนวโน้มที่คล้ายกันความเครียดจากการแตกหักและความเป็นสามแกนของความเครียดสำหรับโหมดความเครียดแต่ละโหมด ที่ได้จากการใช้เส้นแนวโน้ม ถูกนำมาใช้เป็นเกณฑ์สำหรับการแตกหักแบบเหนียว
พลังงานการแตกหักถูกใช้เป็นคุณสมบัติของวัสดุเพื่อกำหนดเวลาที่จะแตกหักหลังการคอ และหาได้จากการทดสอบแรงดึงพลังงานการแตกหักขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีรอยแตกร้าวบนพื้นผิวของวัสดุ เนื่องจากเวลาในการแตกหักขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะที่รูปที่ 5a-c แสดงพลังงานการแตกหักของตัวอย่างที่ไม่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิวและตัวอย่างที่มีรอยบาก R0.4 หรือ R0.8 จากการทดสอบแรงดึงและการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์พลังงานการแตกหักสอดคล้องกับพื้นที่ของเส้นโค้งความเค้น-การกระจัดที่แท้จริงตั้งแต่คอจนถึงเวลาแตกหัก
พลังงานการแตกหักของลวด OT ที่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิวละเอียดถูกทำนายโดยการทดสอบแรงดึงบนลวด OT ที่มีความลึกของข้อบกพร่องมากกว่า 40 µm ดังแสดงในรูปที่ 5dมีการใช้ตัวอย่างที่มีข้อบกพร่องจำนวน 10 ชิ้นในการทดสอบแรงดึง และพลังงานการแตกหักโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 29.12 mJ/mm2
ข้อบกพร่องที่พื้นผิวมาตรฐานถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความลึกของข้อบกพร่องต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดสปริงวาล์ว โดยไม่คำนึงถึงรูปทรงของข้อบกพร่องที่พื้นผิวของลวด OT ที่ใช้ในการผลิตสปริงวาล์วรถยนต์ข้อบกพร่องของสายไฟ OT สามารถจำแนกตามการวางแนว รูปทรง และความยาวแม้ว่าจะมีความลึกของข้อบกพร่องเท่ากัน ระดับความเครียดที่กระทำต่อข้อบกพร่องที่พื้นผิวในสปริงจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับรูปทรงและทิศทางของข้อบกพร่อง ดังนั้นรูปทรงและทิศทางของข้อบกพร่องอาจส่งผลต่อความแข็งแรงของความล้าดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนึงถึงรูปทรงและการวางแนวของข้อบกพร่องที่มีผลกระทบมากที่สุดต่ออายุความล้าของสปริง เพื่อใช้เกณฑ์ที่เข้มงวดในการจัดการข้อบกพร่องที่พื้นผิวเนื่องจากโครงสร้างเกรนละเอียดของลวด OT อายุความล้าจึงไวต่อรอยบากมากดังนั้น ข้อบกพร่องที่แสดงความเข้มข้นของความเครียดสูงสุดตามรูปทรงและการวางแนวของข้อบกพร่องควรถูกกำหนดให้เป็นข้อบกพร่องเริ่มแรกโดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์บนรูปรูปที่ 6 แสดงสปริงวาล์วของยานยนต์คลาส 2300 MPa ที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษที่ใช้ในการศึกษานี้
ข้อบกพร่องที่พื้นผิวของลวด OT แบ่งออกเป็นข้อบกพร่องภายในและข้อบกพร่องภายนอกตามแกนสปริงเนื่องจากการโค้งงอระหว่างการรีดเย็น ความเค้นอัดและความเค้นดึงจะกระทำที่ด้านในและด้านนอกของสปริงตามลำดับการแตกหักอาจเกิดจากข้อบกพร่องที่พื้นผิวซึ่งปรากฏจากภายนอกเนื่องจากความเค้นดึงระหว่างการรีดเย็น
ในทางปฏิบัติ สปริงจะถูกบีบอัดและคลายตัวเป็นระยะในระหว่างการบีบอัดสปริง ลวดเหล็กจะบิดตัว และเนื่องจากความเข้มข้นของความเค้น ความเค้นเฉือนภายในสปริงจะสูงกว่าความเค้นเฉือนโดยรอบ7ดังนั้นหากมีข้อบกพร่องที่พื้นผิวภายในสปริง ความน่าจะเป็นที่สปริงแตกหักจะยิ่งใหญ่ที่สุดดังนั้น ด้านนอกของสปริง (ตำแหน่งที่คาดว่าจะเกิดความล้มเหลวระหว่างการผลิตสปริง) และด้านใน (ซึ่งความเค้นมากที่สุดในการใช้งานจริง) จึงถูกกำหนดให้เป็นตำแหน่งของข้อบกพร่องที่พื้นผิว
รูปทรงเรขาคณิตที่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิวของเส้น OT แบ่งออกเป็นรูปตัว U รูปตัว V รูปตัว Y และรูปตัว Tประเภท Y และประเภท T มีอยู่ในข้อบกพร่องที่พื้นผิวของวัตถุดิบเป็นหลัก และข้อบกพร่องประเภท U และประเภท V เกิดขึ้นเนื่องจากการจัดการเครื่องมืออย่างไม่ระมัดระวังในกระบวนการรีดเย็นในส่วนของรูปทรงเรขาคณิตของข้อบกพร่องที่พื้นผิวในวัตถุดิบ ข้อบกพร่องรูปตัว U ที่เกิดจากการเสียรูปพลาสติกที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างการรีดร้อนจะถูกเปลี่ยนรูปเป็นข้อบกพร่องของตะเข็บรูปตัว V รูปตัว Y และรูปตัว T ภายใต้การยืดแบบหลายรอบ8, 10
นอกจากนี้ ข้อบกพร่องรูปตัว V รูปตัว Y และรูปตัว T ที่มีความลาดเอียงสูงชันของรอยบากบนพื้นผิวจะต้องได้รับความเครียดสูงในระหว่างการทำงานของสปริงสปริงวาล์วจะงอระหว่างการรีดเย็นและบิดงอระหว่างการทำงานเปรียบเทียบความเข้มข้นของความเครียดของข้อบกพร่องรูปตัว V และรูป Y ที่มีความเข้มข้นของความเครียดสูงกว่าโดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ ABAQUS ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เชิงพาณิชย์ความสัมพันธ์ความเค้น-ความเครียดแสดงในรูปที่ 1 และสมการที่ 1 (1) การจำลองนี้ใช้องค์ประกอบสี่โหนดสี่เหลี่ยมสองมิติ (2D) และความยาวด้านองค์ประกอบขั้นต่ำคือ 0.01 มม.สำหรับแบบจำลองเชิงวิเคราะห์ ข้อบกพร่องรูปตัว V และรูปตัว Y ที่มีความลึก 0.5 มม. และความชันของข้อบกพร่อง 2° ถูกนำไปใช้กับแบบจำลอง 2D ของเส้นลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 มม. และความยาว 7.5 มม.
บนรูป7a แสดงความเข้มข้นของการดัดงอที่ปลายของข้อบกพร่องแต่ละข้อ เมื่อใช้โมเมนต์การดัดงอ 1500 Nmm ที่ปลายทั้งสองของลวดแต่ละเส้นผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าความเค้นสูงสุดที่ 1,038.7 และ 1,025.8 MPa เกิดขึ้นที่ด้านบนของข้อบกพร่องรูปตัว V และรูป Y ตามลำดับบนรูป7b แสดงความเข้มข้นของความเค้นที่ด้านบนของข้อบกพร่องแต่ละรายการที่เกิดจากแรงบิดเมื่อด้านซ้ายถูกจำกัดและใช้แรงบิด 1500 นิวตันเมตรไปทางด้านขวา ความเค้นสูงสุด 1,099 MPa เดียวกันจะเกิดขึ้นที่ส่วนปลายของข้อบกพร่องรูปตัว V และรูปตัว Yผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าข้อบกพร่องประเภท V แสดงถึงความเค้นดัดงอที่สูงกว่าข้อบกพร่องประเภท Y เมื่อมีความลึกและความชันของข้อบกพร่องเท่ากัน แต่พบความเค้นบิดเท่ากันดังนั้นข้อบกพร่องที่พื้นผิวรูปตัว V และรูปตัว Y ที่มีความลึกและความชันเท่ากันของข้อบกพร่องจึงสามารถทำให้เป็นมาตรฐานให้เป็นข้อบกพร่องรูปตัว V ที่มีความเค้นสูงสุดที่สูงกว่าซึ่งเกิดจากความเข้มข้นของความเครียดอัตราส่วนขนาดข้อบกพร่องประเภท V ถูกกำหนดเป็น α = w/h โดยใช้ความลึก (h) และความกว้าง (w) ของข้อบกพร่องประเภท V และประเภท Tดังนั้น ข้อบกพร่องประเภท T (α γ 0) แทน เรขาคณิตสามารถกำหนดได้โดยโครงสร้างทางเรขาคณิตของข้อบกพร่องประเภท Vดังนั้นข้อบกพร่องประเภท Y และประเภท T สามารถทำให้เป็นมาตรฐานได้ด้วยข้อบกพร่องประเภท Vหากใช้ความลึก (h) และความยาว (l) อัตราส่วนความยาวจะกำหนดเป็น β = l/h
ดังแสดงในรูปที่ 811 ทิศทางของข้อบกพร่องที่พื้นผิวของสายไฟ OT แบ่งออกเป็นทิศทางตามยาว แนวขวาง และแนวเฉียง ดังแสดงในรูปที่ 811 การวิเคราะห์อิทธิพลของการวางแนวของข้อบกพร่องที่พื้นผิวต่อความแข็งแรงของสปริงโดยองค์ประกอบไฟไนต์ วิธี.
บนรูป9a แสดงแบบจำลองการวิเคราะห์ความเค้นของสปริงวาล์วเครื่องยนต์ตามเงื่อนไขการวิเคราะห์ สปริงถูกบีบอัดจากความสูงอิสระ 50.5 มม. จนถึงความสูงแข็ง 21.8 มม. เกิดความเค้นสูงสุด 1,086 MPa ภายในสปริง ดังแสดงในรูปที่ 9bเนื่องจากความล้มเหลวของสปริงวาล์วเครื่องยนต์จริงส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในสปริง การมีอยู่ของข้อบกพร่องที่พื้นผิวภายในจึงคาดว่าจะส่งผลกระทบร้ายแรงต่ออายุการใช้งานของสปริงดังนั้นข้อบกพร่องที่พื้นผิวในทิศทางตามยาว ตามขวาง และเฉียงจึงถูกนำไปใช้กับด้านในของสปริงวาล์วเครื่องยนต์โดยใช้เทคนิคการสร้างแบบจำลองย่อยตารางที่ 2 แสดงขนาดของข้อบกพร่องที่พื้นผิวและความเค้นสูงสุดในแต่ละทิศทางของข้อบกพร่องที่แรงอัดสปริงสูงสุดสังเกตความเค้นสูงสุดในทิศทางตามขวาง และอัตราส่วนของความเค้นในทิศทางตามยาวและเฉียงต่อทิศทางตามขวางประมาณ 0.934–0.996อัตราส่วนความเค้นสามารถกำหนดได้โดยการหารค่านี้ด้วยความเค้นตามขวางสูงสุดความเค้นสูงสุดในสปริงเกิดขึ้นที่ด้านบนของข้อบกพร่องที่พื้นผิวแต่ละจุด ดังแสดงในรูปที่ 9ค่าความเค้นสังเกตได้ในทิศทางตามยาว ตามขวาง และเฉียง คือ 2045, 2085 และ 2049 MPa ตามลำดับผลการวิเคราะห์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าข้อบกพร่องที่พื้นผิวตามขวางมีผลกระทบโดยตรงมากที่สุดต่ออายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วเครื่องยนต์
ข้อบกพร่องรูปตัว V ซึ่งถือว่าส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วเครื่องยนต์ถูกเลือกให้เป็นข้อบกพร่องเริ่มแรกของลวด OT และเลือกทิศทางตามขวางเป็นทิศทางของข้อบกพร่องข้อบกพร่องนี้ไม่เพียงเกิดขึ้นภายนอกเท่านั้น ซึ่งสปริงวาล์วเครื่องยนต์แตกระหว่างการผลิต แต่ยังเกิดขึ้นภายในด้วย ซึ่งความเครียดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นเนื่องจากการกระจุกตัวของความเครียดระหว่างการทำงานความลึกของตำหนิสูงสุดถูกตั้งค่าไว้ที่ 40 µm ซึ่งสามารถตรวจจับได้โดยการตรวจจับข้อบกพร่องของกระแสไหลวน และความลึกขั้นต่ำถูกตั้งค่าเป็นความลึกที่สอดคล้องกับ 0.1% ของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด 2.5 มม.ดังนั้นความลึกของข้อบกพร่องคือตั้งแต่ 2.5 ถึง 40 µmความลึก ความยาว และความกว้างของข้อบกพร่องที่มีอัตราส่วนความยาว 0.1~1 และอัตราส่วนความยาว 5~15 ถูกนำมาใช้เป็นตัวแปร และประเมินผลกระทบต่อความแข็งแรงความล้าของสปริงตารางที่ 3 แสดงรายการเงื่อนไขการวิเคราะห์ที่กำหนดโดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนอง
สปริงวาล์วเครื่องยนต์ยานยนต์ผลิตขึ้นโดยการพันด้วยความเย็น การแบ่งเบาบรรเทา การยิงระเบิด และการตั้งค่าความร้อนของลวด OTจะต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงข้อบกพร่องที่พื้นผิวในระหว่างการผลิตสปริงเพื่อประเมินผลกระทบของข้อบกพร่องที่พื้นผิวเริ่มต้นในสายไฟ OT ต่ออายุการใช้งานความล้าของสปริงวาล์วเครื่องยนต์ดังนั้นในส่วนนี้ การวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์จึงถูกนำมาใช้เพื่อคาดการณ์การเสียรูปของข้อบกพร่องที่พื้นผิวลวด OT ในระหว่างการผลิตสปริงแต่ละตัว
บนรูป10 แสดงกระบวนการม้วนเย็นในระหว่างกระบวนการนี้ ลวด OT จะถูกป้อนเข้าไปในตัวกั้นสายไฟโดยลูกกลิ้งฟีดตัวกั้นสายไฟจะป้อนและรองรับสายไฟเพื่อป้องกันการโค้งงอในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปลวดที่ผ่านตัวนำลวดจะถูกงอโดยแท่งที่หนึ่งและที่สองเพื่อสร้างคอยล์สปริงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่ต้องการระยะพิทช์สปริงเกิดจากการขยับสเต็ปปิ้งทูลหลังการหมุนหนึ่งครั้ง
บนรูป11a แสดงแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ใช้ในการประเมินการเปลี่ยนแปลงในเรขาคณิตของข้อบกพร่องที่พื้นผิวระหว่างการรีดเย็นการขึ้นรูปลวดส่วนใหญ่จะเสร็จสิ้นโดยหมุดขดลวดเนื่องจากชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของเส้นลวดทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่น ผลกระทบจากการเสียดสีของลูกกลิ้งป้อนจึงมีน้อยมากดังนั้นในแบบจำลองการคำนวณ ลูกกลิ้งป้อนและตัวนำลวดจึงถูกทำให้ง่ายขึ้นเหมือนบุชชิ่งค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างลวด OT และเครื่องมือขึ้นรูปถูกตั้งไว้ที่ 0.05ระนาบตัวถังแบบแข็ง 2 มิติและเงื่อนไขการตรึงจะถูกนำไปใช้กับปลายด้านซ้ายของสายการผลิต เพื่อให้สามารถป้อนในทิศทาง X ที่ความเร็วเดียวกันกับลูกกลิ้งป้อน (0.6 ม./วินาที)บนรูป11b แสดงวิธีการจำลองย่อยที่ใช้เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ บนสายไฟเพื่อคำนึงถึงขนาดของข้อบกพร่องที่พื้นผิว แบบจำลองย่อยจะถูกใช้สองครั้งสำหรับข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่มีความลึก 20 µm ขึ้นไป และสามครั้งสำหรับข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่มีความลึกน้อยกว่า 20 µmข้อบกพร่องที่พื้นผิวจะถูกนำไปใช้กับพื้นที่ที่มีขั้นตอนเท่ากันในรุ่นสปริงโดยรวม ความยาวของเส้นลวดเส้นตรงคือ 100 มม.สำหรับโมเดลย่อยแรก ให้ใช้โมเดลย่อย 1 ที่มีความยาว 3 มม. กับตำแหน่งตามยาว 75 มม. จากโมเดลส่วนกลางการจำลองนี้ใช้องค์ประกอบแปดโหนดหกเหลี่ยมสามมิติ (3D)ในรุ่นส่วนกลางและรุ่นย่อย 1 ความยาวด้านขั้นต่ำของแต่ละองค์ประกอบคือ 0.5 และ 0.2 มม. ตามลำดับหลังจากการวิเคราะห์โมเดลย่อย 1 แล้ว ข้อบกพร่องที่พื้นผิวจะถูกนำไปใช้กับโมเดลย่อย 2 และความยาวและความกว้างของโมเดลย่อย 2 คือ 3 เท่าของความยาวของข้อบกพร่องที่พื้นผิว เพื่อกำจัดอิทธิพลของเงื่อนไขขอบเขตของโมเดลย่อย นอกจากนี้ 50% ของความยาวและความกว้างจะถูกใช้เป็นความลึกของโมเดลย่อยในรุ่นย่อย 2 ความยาวด้านขั้นต่ำของแต่ละองค์ประกอบคือ 0.005 มม.ข้อบกพร่องที่พื้นผิวบางอย่างถูกนำไปใช้กับการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ดังแสดงในตารางที่ 3
บนรูปภาพที่ 12 แสดงการกระจายตัวของความเค้นในรอยแตกที่พื้นผิวหลังการทำงานของคอยล์เย็นโมเดลทั่วไปและโมเดลย่อย 1 แสดงความเค้นเกือบเท่ากันที่ 1,076 และ 1,079 MPa ในตำแหน่งเดียวกัน ซึ่งเป็นการยืนยันความถูกต้องของวิธีการสร้างแบบจำลองย่อยความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะที่เกิดขึ้นที่ขอบขอบเขตของโมเดลย่อยเห็นได้ชัดว่านี่เป็นเพราะเงื่อนไขขอบเขตของโมเดลย่อยเนื่องจากความเข้มข้นของความเค้น รุ่นย่อย 2 ที่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่ใช้จะแสดงความเค้นที่ 2449 MPa ที่ปลายของข้อบกพร่องระหว่างการรีดเย็นดังที่แสดงในตารางที่ 3 ข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่ระบุโดยวิธีพื้นผิวตอบสนองถูกนำไปใช้กับด้านในของสปริงผลการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์แสดงให้เห็นว่าไม่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิว 13 กรณีใดที่ล้มเหลว
ในระหว่างกระบวนการม้วนในกระบวนการทางเทคโนโลยีทั้งหมด ความลึกของข้อบกพร่องที่พื้นผิวภายในสปริงเพิ่มขึ้น 0.1–2.62 µm (รูปที่ 13a) และความกว้างลดลง 1.8–35.79 µm (รูปที่ 13b) ในขณะที่ความยาวเพิ่มขึ้น 0.72 –34.47 µm (รูปที่ 13c)เนื่องจากข้อบกพร่องรูปตัว V ตามขวางถูกปิดด้วยความกว้างโดยการดัดในระหว่างกระบวนการรีดเย็น จึงเปลี่ยนรูปเป็นข้อบกพร่องรูปตัว V ที่มีความลาดชันมากกว่าข้อบกพร่องเดิม
การเสียรูปในความลึก ความกว้าง และความยาวของข้อบกพร่องที่พื้นผิวลวด OT ในกระบวนการผลิต
ใช้ข้อบกพร่องที่พื้นผิวด้านนอกของสปริงและคาดการณ์โอกาสที่จะเกิดการแตกหักระหว่างการรีดเย็นโดยใช้ Finite Element Analysisภายใต้เงื่อนไขที่ระบุไว้ในตาราง3 ไม่มีความเป็นไปได้ที่จะทำลายข้อบกพร่องในพื้นผิวด้านนอกกล่าวอีกนัยหนึ่ง ไม่มีการทำลายเกิดขึ้นที่ระดับความลึกของข้อบกพร่องที่พื้นผิวตั้งแต่ 2.5 ถึง 40 µm
เพื่อคาดการณ์ข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่สำคัญ มีการตรวจสอบการแตกหักภายนอกระหว่างการรีดเย็นโดยการเพิ่มความลึกของข้อบกพร่องจาก 40 µm เป็น 5 µmบนรูป14 แสดงการแตกหักตามข้อบกพร่องที่พื้นผิวการแตกหักเกิดขึ้นภายใต้สภาวะความลึก (55 µm) ความกว้าง (2 µm) และความยาว (733 µm)ความลึกวิกฤติของข้อบกพร่องที่พื้นผิวด้านนอกสปริงกลายเป็น 55 μm
กระบวนการขัดผิวด้วยการยิงจะยับยั้งการเจริญเติบโตของรอยแตกร้าวและยืดอายุความเมื่อยล้าโดยสร้างความเค้นอัดตกค้างที่ระดับความลึกหนึ่งจากพื้นผิวสปริงอย่างไรก็ตาม มันกระตุ้นให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นโดยการเพิ่มความหยาบผิวของสปริง ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานต่อความเมื่อยล้าของสปริงดังนั้นจึงใช้เทคโนโลยีการขัดผิวแบบรองเพื่อผลิตสปริงที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อชดเชยอายุการใช้งานที่ลดลงซึ่งเกิดจากการเพิ่มความหยาบของพื้นผิวที่เกิดจากการขัดผิวด้วยการยิงการขัดด้วยช็อตสองขั้นตอนสามารถปรับปรุงความหยาบของพื้นผิว ความเค้นตกค้างของแรงอัดสูงสุด และความเค้นตกค้างของแรงอัดที่พื้นผิว เนื่องจากการขัดด้วยช็อตที่สองจะดำเนินการหลังจากการขัดด้วยช็อตแรก12,13,14
บนรูปภาพที่ 15 แสดงแบบจำลองเชิงวิเคราะห์ของกระบวนการยิงระเบิดแบบจำลองพลาสติกยืดหยุ่นถูกสร้างขึ้นโดยทิ้งลูกช็อต 25 ลูกลงในพื้นที่เป้าหมายของสาย OT เพื่อยิงระเบิดในแบบจำลองการวิเคราะห์การยิงระเบิด ข้อบกพร่องที่พื้นผิวของลวด OT ที่เสียรูปในระหว่างการพันด้วยความเย็นถูกนำมาใช้เป็นข้อบกพร่องเบื้องต้นการกำจัดความเค้นตกค้างที่เกิดจากกระบวนการรีดเย็นโดยการอบคืนตัวก่อนกระบวนการยิงระเบิดมีการใช้คุณสมบัติของช็อตสเฟียร์ต่อไปนี้: ความหนาแน่น (ρ): 7800 กก./ลบ.ม. โมดูลัสยืดหยุ่น (E) – 210 GPa อัตราส่วนปัวซอง (υ): 0.3ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างลูกบอลกับวัสดุตั้งไว้ที่ 0.1ช็อตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.6 และ 0.3 มม. จะถูกดีดออกมาด้วยความเร็วเท่ากันที่ 30 ม./วินาที ในระหว่างการตีขึ้นรูปครั้งแรกและครั้งที่สองหลังจากกระบวนการยิงระเบิด (ท่ามกลางกระบวนการผลิตอื่นๆ ที่แสดงในรูปที่ 13) ความลึก ความกว้าง และความยาวของข้อบกพร่องที่พื้นผิวภายในสปริงอยู่ระหว่าง -6.79 ถึง 0.28 µm, -4.24 ถึง 1.22 µm และ -2 .59 ถึง 1.69 µm ตามลำดับ µmเนื่องจากการเสียรูปพลาสติกของกระสุนปืนที่พุ่งออกมาตั้งฉากกับพื้นผิวของวัสดุ ความลึกของข้อบกพร่องจึงลดลง โดยเฉพาะความกว้างของข้อบกพร่องจะลดลงอย่างมากเห็นได้ชัดว่าข้อบกพร่องถูกปิดเนื่องจากการเสียรูปพลาสติกที่เกิดจากการขัดผิวด้วยการยิง
ในระหว่างกระบวนการหดตัวด้วยความร้อน ผลของการหดตัวด้วยความเย็นและการอบอ่อนด้วยอุณหภูมิต่ำอาจส่งผลต่อสปริงวาล์วเครื่องยนต์ในเวลาเดียวกันการตั้งค่าความเย็นจะเพิ่มระดับความตึงของสปริงให้สูงสุดโดยการบีบอัดให้อยู่ในระดับสูงสุดที่เป็นไปได้ที่อุณหภูมิห้องในกรณีนี้ หากสปริงวาล์วเครื่องยนต์ถูกโหลดสูงกว่าความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุ สปริงวาล์วเครื่องยนต์จะเสียรูปแบบพลาสติก ส่งผลให้ความแข็งแรงของผลผลิตเพิ่มขึ้นหลังจากการเสียรูปพลาสติก สปริงวาล์วจะงอ แต่ความแข็งแรงของผลผลิตที่เพิ่มขึ้นทำให้ความยืดหยุ่นของสปริงวาล์วในการทำงานจริงการอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำช่วยเพิ่มความต้านทานความร้อนและการเสียรูปของสปริงวาล์วที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง2
ข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่ผิดรูปในระหว่างการยิงระเบิดในการวิเคราะห์ FE และสนามความเค้นตกค้างที่วัดด้วยอุปกรณ์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) ถูกนำไปใช้กับโมเดลย่อย 2 (รูปที่ 8) เพื่ออนุมานการเปลี่ยนแปลงในข้อบกพร่องระหว่างการหดตัวด้วยความร้อนสปริงได้รับการออกแบบมาให้ทำงานในช่วงยืดหยุ่น และถูกบีบอัดจากความสูงอิสระ 50.5 มม. จนถึงความสูงมั่นคง 21.8 มม. จากนั้นปล่อยให้กลับสู่ความสูงเดิมที่ 50.5 มม. เป็นเงื่อนไขการวิเคราะห์ในระหว่างการหดตัวด้วยความร้อน รูปทรงของข้อบกพร่องจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยเห็นได้ชัดว่าความเค้นอัดตกค้างตั้งแต่ 800 MPa ขึ้นไป ซึ่งเกิดจากการยิงระเบิด ยับยั้งการเสียรูปของข้อบกพร่องที่พื้นผิวหลังจากการหดตัวด้วยความร้อน (รูปที่ 13) ความลึก ความกว้าง และความยาวของข้อบกพร่องที่พื้นผิวจะแปรผันตั้งแต่ -0.13 ถึง 0.08 µm, จาก -0.75 ถึง 0 µm และจาก 0.01 ถึง 2.4 µm ตามลำดับ
บนรูป16 เปรียบเทียบการเสียรูปของข้อบกพร่องรูปตัว U และรูปตัว V ที่มีความลึกเท่ากัน (40 µm) ความกว้าง (22 µm) และความยาว (600 µm)การเปลี่ยนแปลงความกว้างของข้อบกพร่องรูปตัว U และรูปตัว V มีขนาดใหญ่กว่าการเปลี่ยนแปลงความยาว ซึ่งเกิดจากการปิดในทิศทางความกว้างในระหว่างกระบวนการรีดเย็นและกระบวนการยิงระเบิดเมื่อเปรียบเทียบกับข้อบกพร่องรูปตัว U ข้อบกพร่องรูปตัว V เกิดขึ้นที่ความลึกค่อนข้างมากกว่าและมีความลาดชันมากกว่า แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้แนวทางอนุรักษ์นิยมได้เมื่อใช้ข้อบกพร่องรูปตัว V
ในส่วนนี้จะกล่าวถึงความผิดปกติของข้อบกพร่องเริ่มแรกในสาย OT สำหรับกระบวนการผลิตสปริงวาล์วแต่ละอันข้อบกพร่องของสายไฟ OT เริ่มต้นถูกนำไปใช้กับด้านในของสปริงวาล์ว ซึ่งคาดว่าจะเกิดความล้มเหลวเนื่องจากความเค้นสูงระหว่างการทำงานของสปริงข้อบกพร่องที่พื้นผิวรูปตัว V ตามขวางของสายไฟ OT จะเพิ่มความลึกและความยาวขึ้นเล็กน้อย และความกว้างลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการโค้งงอระหว่างการพันขดลวดเย็นการปิดในทิศทางความกว้างเกิดขึ้นระหว่างการขัดผิวแบบ shot peing โดยมีข้อบกพร่องเล็กน้อยหรือไม่มีเลยที่สังเกตเห็นได้ชัดเจนในระหว่างการตั้งค่าความร้อนขั้นสุดท้ายในกระบวนการรีดเย็นและการขัดผิวด้วยการยิง มีการเสียรูปขนาดใหญ่ในทิศทางความกว้างเนื่องจากการเสียรูปของพลาสติกข้อบกพร่องรูปตัว V ภายในสปริงวาล์วจะเปลี่ยนเป็นข้อบกพร่องรูปตัว T เนื่องจากการปิดความกว้างในระหว่างกระบวนการรีดเย็น