当弹簧受力为P1时,弹簧的变形量为F1;
当弹簧受力为P2时,弹簧的变形量为F2。
由两点连接而成线,即为弹簧的特性线,这条特性线的斜率,就成了簧的刚度,关系式:
P'=tga=(P2-P1)/(F2-F1) (N/mm2)
如果特性线呈直线,就视弹簧为等刚度,如果特性线呈曲线,就视弹簧变刚度弹簧。
(2)弹簧负荷
知道了弹簧刚度,计算弹簧负荷就比较容易。
P=P'×F
式中 —弹簧负荷(N)
P'—弹簧刚度=(P2-P1)/(F2-F1)=Gd4/8D3n(N/mm)
G—剪切弹性模量(钢件G=78500N/mm2,不锈钢G=71000N/mm2)
F—变形量
(3)弹簧的工作应力
螺旋压力弹簧和拉力弹簧,工作应力为扭转剪应力。计算公式如下:
τ=8PDK/πd3=GdFK/πD2n
式中:P—弹簧负荷
F—弹簧变形量
D—弹簧中径
K—曲度系数,计算公式:K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C
弹簧的工作应力是极为重要的参数,它关系到材料的选择和工艺参数确定。
同时,可以通过工作应力的计算来判定弹簧服役的苛刻程度。
在计算弹簧负荷和弹簧应力时,如果是拉力弹簧,则还要分别加上初拉力和初应力。如下式:
拉力弹簧工作负荷:P1=P计+P0
式中:P0—初拉力=πd3τ0/8D
τ0 —初应力=Gd/100D |