一、压缩弹簧中心直径
弹簧的力可以根据刚度和压缩(拉伸)长度计算,弹簧的刚度可以通过线径、直径、有效圈数计算的。看是什么类型的弹簧,然后查相关设计标准。
以最常见的圆柱螺旋弹簧为例:
G:材料允许切变模量,d:线径,D:中径,n:有效圈数
二、弹簧所受的压缩力f与缩短的距离
用弹簧钢丝绕制成的螺旋状弹簧。圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及尺寸关系:
1.簧丝直径d,制造弹簧的钢丝直径。
2.弹簧外径D0,弹簧的最大直径。
3.弹簧内径D1,弹簧的最小直径,D1=D-2d。
4.弹簧中径D2,弹簧的平均直径,D2=D-d。
5.节距t,除两端支承圈外,相邻两圈的轴向距离。
6.有效圈数n、支承圈数n2和总圈数n1,为使压缩弹簧工作时放置平稳、受力均匀,制造时会将弹簧两端并紧且磨平。并紧磨平的部分只起支承作用,故为支承圈。支承圈有1.5、2、2.5圈三种,2.5圈用的最多。其余个圈保持相等的节距,称为有效圈数。总圈数n1即为有效圈数n与支承圈数n2之和。
7.自由高度H0,弹簧不受外力作用时的总高度,H0=nt+(n2-0.5)d。
8.展开长度L,制造弹簧所用的坯料长度,L≈n1√(πD2)²+t²。
三、弹簧压缩受力方向
答案:弹簧的弹力与弹簧的形变之间成正比的关系
胡克定律:
在弹性限度内,弹簧的弹力f和弹簧的伸长变化量x成正比,即F= kx。k是物质的弹性系数,它由材料的性质所决定,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。
四、弹簧压缩曲线
如果是一升水的话:1升水=1公斤=2斤(市斤);如果是油、酒等,比水的密度小,那么1升油<2斤;如果是盐水、牛奶等,比水的密度大,>2斤。
换算关系为:1L=1000mL=0.001立方米=1立方分米=1000立方厘米
所以如果我们拿弹簧来举例,那么30升大的弹簧压缩比就是60斤。
五、弹簧压缩后直径变化
理想条件下,弹簧的劲度系数不会改变,固当压缩时若径向尺寸发生改变,那么劲度系数也就会发生改变,与前面的矛盾,故弹簧压缩时的径向尺寸与伸直时候的径向尺寸相比较会不会发生变化
六、压缩弹簧自由长度计算公式
由胡克定律F=kx得 x=F/k,受力后的长度L=l+F/k,不管是拉伸还是压缩,它都符合,当压缩时,F相应的为负值,拉伸时,F相应为正值