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发布时间:2021-09-30
编辑:压缩弹簧
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压缩弹簧弹性系数计算公式
圆柱螺旋压缩弹簧应用最为广泛,如车辆的悬架弹簧、内燃机的气门弹簧、计量和测试弹簧等都是这类弹簧。螺旋压缩弹簧所用弹簧材料的截面多为圆形,其次是矩形、多股形。近年来为了提高弹簧材料的利用率,也有采用管材;为了提高疲劳强度,扁形、卵形和椭圆形钢丝截面逐渐扩大使用范围。螺旋压缩弹簧一般为等节距,在特殊情况下也有不等节距的。压缩弹簧为等节距时其特性线是线性的,不等节距时,其特性线是非线性的。
上图试1中:
c:弹簧的刚度,(即你所说的弹性系数,中学物理叫倔强系数k);
F:弹簧所受的载荷;
λ:弹簧在受载荷F时所产生的变形量;
G:弹簧材料的切变模量;(钢为8×104MPa,青铜为4×104MPa)
d:弹簧丝直径;
D2:弹簧直径;
n:弹簧有效圈数;
C:弹簧的旋绕比(按式2计算)
由上式可知。当其它条件相同时,C值愈小的弹簧,刚度愈大,亦即弹簧愈硬;反之则愈软。还应注意到,C值愈小,弹簧内、外侧的应力差愈悬殊,卷制愈难,材料利用率也就愈低,并且在工作时将引起较大的扭应力。所以在设计弹簧时,一般规定C≥4,且当弹簧丝直径d越小时,C值越宜取大值。
其实上面这个公式是根据微段弹簧丝ds受转矩后扭转dθ,从而产生微量变形dλ,再将dλ积分而得到圆弹簧丝螺旋弹簧在受载荷F后所产生的变形量按式3计算。
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