在機(jī)械設(shè)備中，組成機(jī)械的零件在工作時所產(chǎn)生的應(yīng)力大致有兩種類型：靜應(yīng)力與變應(yīng)力。零件或材料在承受這兩類不同的應(yīng)力時，它們所顯示出來的力學(xué)性能完全不一樣。

受靜應(yīng)力的零件或材料的破壞是塑性變形或脆性斷裂，因此它們的強(qiáng)度是以材料的彈性極限或屈服強(qiáng)度和強(qiáng)度極限來衡量的。而受變應(yīng)力的零件或材料的破壞則是疲勞斷裂，因此它們的強(qiáng)度是以疲勞強(qiáng)度來衡量的。

疲勞強(qiáng)度低于彈性極限或屈服強(qiáng)度等靜應(yīng)力強(qiáng)度。彈簧在實(shí)際工作中受純靜應(yīng)力的情況很少，當(dāng)應(yīng)力變化緩慢或者變化幅度較小、次數(shù)較少時，則可以看作是靜應(yīng)力，這就是在設(shè)計(jì)計(jì)算中所謂受準(zhǔn)靜載荷的彈簧。

應(yīng)力變化次數(shù)多、變化幅度大的彈簧則應(yīng)考慮疲勞強(qiáng)度，也就是所謂受動載荷的彈簧。影響疲勞強(qiáng)度的因素很多，受變應(yīng)力的彈簧，由于一般所給的許用應(yīng)力已不能全面反映這些因素，因此對一些重要的彈簧應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算。

屈服強(qiáng)度材料的屈服強(qiáng)度與疲勞極限之間存在一定的關(guān)系，一般說來，材料屈服強(qiáng)度越高，疲勞強(qiáng)度也越大，因此，為提高材料的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)設(shè)法提高彈簧材料的屈服強(qiáng)度，或采用屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比較高的材料。對于同一種材料，細(xì)晶組織的屈服強(qiáng)度高于粗細(xì)組織。

2、彈簧表面最大應(yīng)力主要發(fā)生在彈簧材料表面層，因此彈簧表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度有較大影響。彈簧材料在軋制、拉拔、卷繞過程中產(chǎn)生的裂紋、疵點(diǎn)、傷痕等缺陷是導(dǎo)致彈簧疲勞斷裂的主要原因。

工件的表面粗糙度越小，應(yīng)力集中越小，疲勞強(qiáng)度越高。工件表面粗糙度對疲勞極限的影響。疲勞極限隨表面粗糙度的增加而降低。相同粗糙度下，不同鋼種、不同卷制方式對疲勞極限降低的程度不同，如冷卷彈簧降低程度比熱卷彈簧減小。由于鋼制熱卷彈簧及其熱處理加熱時，彈簧材料表面因氧化變粗糙而產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象，從而降低了彈簧的疲勞強(qiáng)度。

磨削，強(qiáng)力擠壓，拋丸，滾壓等材料表面�？商岣邚椈傻钠�勞強(qiáng)度。

3、尺寸效應(yīng)材料的尺寸愈大，因各種冷加工和熱加工工藝引起的缺陷的可能性越高，產(chǎn)生表面缺陷的可能性也越大，這都可能導(dǎo)致疲勞性能降低。計(jì)算彈簧疲勞強(qiáng)度時應(yīng)考慮其尺寸效應(yīng)。

4、冶金缺陷冶金缺陷是指材料中的非金屬夾雜、氣泡、元素分離等。夾雜在表面的存在為應(yīng)力集中源，會導(dǎo)致夾雜與基體界面間過早地產(chǎn)生疲勞裂紋。利用真空熔煉、真空澆鑄等措施，可大幅度提高鋼材質(zhì)量。

5、腐蝕介質(zhì)彈簧工作于腐蝕介質(zhì)中，因其表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕或晶界被腐蝕而成為疲勞源，在變應(yīng)力作用下逐漸擴(kuò)展，導(dǎo)致斷裂。比如在淡水中工作的彈簧鋼，其疲勞極限只有10%~25%。銹蝕對彈簧疲勞強(qiáng)度的影響不僅與彈簧的作用次數(shù)有關(guān)，還與其工作壽命有關(guān)。因此彈簧腐蝕影響設(shè)計(jì)計(jì)算時應(yīng)考慮其工作壽命。

彈簧在腐蝕環(huán)境下工作，為保證其疲勞強(qiáng)度，可選用不銹鋼、非鐵金屬等材料，或在鍍層、氧化、噴塑、涂漆等表面添加保護(hù)層。實(shí)驗(yàn)證明，鍍鎘能顯著提高彈簧的疲勞極限。

溫度碳鋼的疲勞強(qiáng)度由室溫降至120℃，由120℃升至350℃再升高，超過350℃后又下降，在高溫下無疲勞極限。彈簧在高溫下工作，應(yīng)考慮使用耐熱鋼。當(dāng)鋼液溫度低于常溫時，疲勞極限增大。