弹性系数和线径的计算公式_压缩弹簧的弹性系数计算
弹簧的弹性系数
k
与弹簧的直径,弹簧的线径,弹簧的材料,弹簧的有效圈数有关。具体关
系是:
与弹簧圈的直径成反比,
与弹簧的线径的
4
次方成正比,
与弹簧的材料的弹性模量成正比,
与弹簧的有效圈数成反比
.
c=F/
λ
=
Gd4/8D23
=
Gd/8C3n
上式中:
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(又称为弹簧指数
)
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
d
θ
,从而产生微量变形
d
λ
,再将
d
λ
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:
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