來源:彈簧百科 發布時間:2021-10-31 21:05:58
彈簧剛度系數
載荷增量dF(或dT)與變形增量 df(或 dφ)之比,即產生單位變形所需的載荷,稱為彈簧的剛度。

壓縮和拉伸彈簧的剛度為F'=dF/(df)
扭轉彈簧的剛度為T'=dT/(dΦ)
特性線為漸增型的彈簧,剛度隨著載荷的增加而增大;而漸減型的彈簧,剛度隨著載荷的增加而減小。至于直線型的彈簧,剛度則不隨載荷變化而變化,即
F'=dF/df=F/f=常數
T'=dT/dΦ=T/Φ=常數
因此,對于具有直線型特性線的彈簧,其剛度也稱為彈簧常數。單位力使彈簧所產生的變形、即剛度的倒數稱為彈簧的柔度。

彈簧的特性線對于設計和選擇彈簧的類型起指導性的作用。由圖 1-2a 所示截錐渦卷彈簧特性線上可以看到,當載荷達到一定程度時,彈簧的剛度急劇增加。由于這種特性,當彈簧受到過大載荷時,彈簧的變形增加的比較小,從而可以起到保護彈簧的作用。所以,具有這種特性線的彈簧適用于空間小、載荷大的情況。如空氣彈簧帶有高度控制閥,則其特性線如圖1-2b 所示S形,這是車輛懸架裝置的理想狀態。因為這種曲線的中間區段的剛度比較低,而在拉伸和壓縮行程的末了區段剛度逐漸增加。這樣,可以保證車輛在正常運行時很柔軟,而在通過坎坷的路面,空氣彈簧被大幅度拉伸和壓縮時,逐漸變硬,從而能限制車體的振幅。又如圖1-2c所示環形壓縮彈簧或板彈簧的特性線,表明在加載與卸載過程中彈簧消耗了一部分摩擦功,或者說吸收了一部分能量。因此,具有這類特性線的彈簧,適用于減振和緩沖。
設計彈簧時,可用分析的方法計算出它們的特性線。但即使是最精確和最仔細的計算,其結果和實際的數值總有一定程度的差異,這是由于制成的彈簧不可避免地存在著一定的工藝誤差,以及材料組織非絕對均勻性所造成的。所以,在設計彈簧時、如需要保證特性線的要求,必須經過試驗,反復修改有關尺寸,最后達到所需要的特性線。在設計非線性特性線彈簧時,有的要考慮靜變形。如圖1-3 所示,靜變形系指過特性線上任意點a,作切線與橫坐標軸相交,其切點與a點在橫坐標軸上投影的距離即變形量∫s,稱為切點 a 對應載荷Fs的靜變形。