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您當(dāng)前的位置是：五金沖壓件 >> 行業(yè)動(dòng)態(tài)什么是彈簧、拉伸彈簧、壓縮圓柱彈簧受力、強(qiáng)剛度分析
發(fā)布時(shí)間：2019-08-26 15:22:07
1、彈簧的受力
壓縮彈簧，當(dāng)彈簧受軸向壓力F時(shí)，在彈簧絲的任何橫剖面上將作用著:扭矩T=FRcosα，彎矩M=FRsinα，切向力Q=Fcosα和法向力N=Fsinα(式中R為彈簧的平均半徑)。由于彈簧螺旋角α的值不大(對(duì)于壓縮彈簧為6~90),所以彎矩M和法向力N可以忽略不計(jì)。因此，在彈簧絲中起主要作用的外力將是扭矩T和切向力Q。α的值較小時(shí)，cosα≈1,可取T=FR和Q=F。這種簡(jiǎn)化對(duì)于計(jì)算的準(zhǔn)確性影響不大。
當(dāng)拉伸彈簧受軸向拉力F時(shí)，彈簧絲槽剖面上的受力情況和壓縮彈簧相同，只是扭矩T和切向力Q均為相反的方向。所以上述兩種彈簧的計(jì)算方法可以一并講述。
2、彈簧的強(qiáng)度
從受力分析可見，彈簧受到的應(yīng)力主要為扭矩和橫向力引起的剪應(yīng)力，對(duì)于圓形彈簧絲系數(shù)Ks可以理解為切向力作用時(shí)對(duì)扭應(yīng)力的修正系數(shù)，進(jìn)一步考慮到彈簧絲曲率的影響，可得到扭應(yīng)力。式中K為曲度系數(shù)。它考慮了彈簧絲曲率和切向力對(duì)扭應(yīng)力的影響和一定條件下鋼絲直徑。
3、彈簧的剛度
圓柱彈簧受載后的軸向變形量，式中n為彈簧的有效圈數(shù);G為彈簧的切變模量。這樣彈簧的圈數(shù)及剛度分別為對(duì)于拉伸彈簧，n120時(shí)，一般圓整為整圈數(shù)，n120時(shí)，可圓整為1/2圈;對(duì)于壓縮彈簧總?cè)?shù)n1的尾數(shù)宜取1/4、1/2或整圈數(shù)，常用1/2圈。為了保證彈簧具有穩(wěn)定的性能，通常彈簧的有效圈數(shù)少為2圈。C值大小對(duì)彈簧剛度影響很大。若其它條件相同時(shí)，C值愈小的彈簧，剛度愈大，彈簧也就愈硬;反之則愈軟。不過(guò)，C值愈小的彈簧卷制愈困難，且在工作時(shí)會(huì)引起較大的切應(yīng)力。
此外，k值還和G、d、n有關(guān)，在調(diào)整彈簧剛度時(shí)，應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。
壓縮彈簧，當(dāng)彈簧受軸向壓力F時(shí)，在彈簧絲的任何橫剖面上將作用著:扭矩T=FRcosα，彎矩M=FRsinα，切向力Q=Fcosα和法向力N=Fsinα(式中R為彈簧的平均半徑)。由于彈簧螺旋角α的值不大(對(duì)于壓縮彈簧為6~90),所以彎矩M和法向力N可以忽略不計(jì)。因此，在彈簧絲中起主要作用的外力將是扭矩T和切向力Q。α的值較小時(shí)，cosα≈1,可取T=FR和Q=F。這種簡(jiǎn)化對(duì)于計(jì)算的準(zhǔn)確性影響不大。
當(dāng)拉伸彈簧受軸向拉力F時(shí)，彈簧絲槽剖面上的受力情況和壓縮彈簧相同，只是扭矩T和切向力Q均為相反的方向。所以上述兩種彈簧的計(jì)算方法可以一并講述。
2、彈簧的強(qiáng)度
從受力分析可見，彈簧受到的應(yīng)力主要為扭矩和橫向力引起的剪應(yīng)力，對(duì)于圓形彈簧絲系數(shù)Ks可以理解為切向力作用時(shí)對(duì)扭應(yīng)力的修正系數(shù)，進(jìn)一步考慮到彈簧絲曲率的影響，可得到扭應(yīng)力。式中K為曲度系數(shù)。它考慮了彈簧絲曲率和切向力對(duì)扭應(yīng)力的影響和一定條件下鋼絲直徑。
3、彈簧的剛度
圓柱彈簧受載后的軸向變形量，式中n為彈簧的有效圈數(shù);G為彈簧的切變模量。這樣彈簧的圈數(shù)及剛度分別為對(duì)于拉伸彈簧，n120時(shí)，一般圓整為整圈數(shù)，n120時(shí)，可圓整為1/2圈;對(duì)于壓縮彈簧總?cè)?shù)n1的尾數(shù)宜取1/4、1/2或整圈數(shù)，常用1/2圈。為了保證彈簧具有穩(wěn)定的性能，通常彈簧的有效圈數(shù)少為2圈。C值大小對(duì)彈簧剛度影響很大。若其它條件相同時(shí)，C值愈小的彈簧，剛度愈大，彈簧也就愈硬;反之則愈軟。不過(guò)，C值愈小的彈簧卷制愈困難，且在工作時(shí)會(huì)引起較大的切應(yīng)力。
此外，k值還和G、d、n有關(guān)，在調(diào)整彈簧剛度時(shí)，應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。
