壓力彈簧剛度計算[1]

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1、上式中：c：彈簧的剛度，（即你所說的彈性系數(shù)，中學(xué)物理叫倔強(qiáng)系數(shù)k）；F：彈簧所受的載荷；λ：彈簧在受載荷F時所產(chǎn)生的變形量；G：彈簧材料的切變模量；（鋼為8×104MPa，青銅為4×104MPa）d：彈簧絲直徑；D2：彈簧直徑；n：彈簧有效圈數(shù)；C：彈簧的旋繞比（又稱為彈簧指數(shù)）由上式可知。當(dāng)其它條件相同時，C值愈小的彈簧，剛度愈大，亦即彈簧愈硬；反之則愈軟。還應(yīng)注意到，C值愈小，彈簧內(nèi)、外側(cè)的應(yīng)力差愈懸殊，卷制愈難，材料利用率也就愈低，并且在工作時將引起較大的扭應(yīng)力。所以在設(shè)計彈簧時，一般規(guī)定C≥4，且當(dāng)彈簧絲直徑d越小時，

2、C值越宜取大值。其實上面這個公式是根據(jù)微段彈簧絲ds受轉(zhuǎn)矩后扭轉(zhuǎn)dθ，從而產(chǎn)生微量變形dλ，再將dλ積分而得到圓彈簧絲螺旋彈簧在受載荷F后所產(chǎn)生的變形量：彈簧的彈性系數(shù)k與彈簧的直徑，彈簧的線徑，彈簧的材料，彈簧的有效圈數(shù)有關(guān)。具體關(guān)系是：與彈簧圈的直徑成反比，與彈簧的線徑的4次方成正比，與彈簧的材料的彈性模量成正比，與彈簧的有效圈數(shù)成反比.大多數(shù)金屬材料在彈性變形階段的應(yīng)力與應(yīng)變之間符合胡克定律：拉伸時：σ=Eε剪切時：τ=Gγ式中σ拉應(yīng)力,ε拉應(yīng)變,E——拉伸楊氏模量；τ切應(yīng)力，γ切應(yīng)變，G——切變模量。當(dāng)溫度增高時，E和G

3、值都降低。因而，如果溫度改變前后的應(yīng)變相同，則溫度增高后的應(yīng)力減小，即彈簧的彈力也減小。但在室溫附近E和G值變化不大。1.彈性系數(shù)（即彈性模量）：是反映金屬材料在比例極限內(nèi)的參數(shù)模量。拉伸時：E=σ/ε(虎克定律）式中:σ拉應(yīng)力,ε拉應(yīng)變,E——彈性系數(shù)2.材料試驗表明，隨著溫度的升高，金屬材料（塑性）的抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度，彈性系數(shù)都下降。延展率，收縮率上升。3.當(dāng)溫度變大時，彈簧彈力減小，長時間工作在負(fù)載較大，溫度較高的彈簧，會發(fā)生“蠕變變形”即塑性變形，去掉負(fù)載時彈簧將不能恢復(fù)原來的形狀即通常所說的“松弛”，對設(shè)備的危害極大。