钢板弹簧几何尺寸列于下表,满载时计算载荷Q=3773N,弹簧U型夹紧螺栓夹紧距离S=91mm,计算弹簧的刚度和应力;若满载弧高fa =15mm,计算弹簧总成自由弧高和各片曲率半径。
弹簧几何尺寸 单位:mm
请根据材料计算
【正确答案】:
用共同曲率法计算:
(1) 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的总惯性矩:
(2) 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的抗弯截面模量:
(3) 挠度系数:
故梯形弹簧的自由刚度
取弹簧的无效长度系数,U型螺栓夹紧距离S=91.mm,
则实际夹紧刚度
(4) 梯形弹片弹簧中心螺栓处应力:
(5) 弹簧满载时的静挠度
钢板弹簧总成自由状态下弧高H0是由满载弧高fa、静挠度fc及弹簧总成在U型螺栓夹紧后引起的弧高变化Δf三部分组成:H0=fa+fc+Δf
假设弹簧总成在自由状态下是单圆弧,并假设在U型螺栓夹紧后,弹簧加紧部分被压平,可推得弧高变化
钢板弹簧总成自由状态下弧高H0=fa+fc+Δf=15+75.7+10.48=101.8mm
弹簧总成在自由状态下曲率半径
(6)各片曲率半径的计算:矩形弹簧的预应力σok与弹簧组装前、后的各片曲率半径之间的关系是
故第一片弹簧的曲率半径
同理,可计算其余各片弹簧的曲率半径。
用共同曲率法计算:
(1) 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的总惯性矩:
(2) 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的抗弯截面模量:
(3) 挠度系数:
故梯形弹簧的自由刚度
取弹簧的无效长度系数,U型螺栓夹紧距离S=91.mm,
则实际夹紧刚度
(4) 梯形弹片弹簧中心螺栓处应力:
(5) 弹簧满载时的静挠度
钢板弹簧总成自由状态下弧高H0是由满载弧高fa、静挠度fc及弹簧总成在U型螺栓夹紧后引起的弧高变化Δf三部分组成:H0=fa+fc+Δf
假设弹簧总成在自由状态下是单圆弧,并假设在U型螺栓夹紧后,弹簧加紧部分被压平,可推得弧高变化
钢板弹簧总成自由状态下弧高H0=fa+fc+Δf=15+75.7+10.48=101.8mm
弹簧总成在自由状态下曲率半径
(6)各片曲率半径的计算:矩形弹簧的预应力σok与弹簧组装前、后的各片曲率半径之间的关系是
故第一片弹簧的曲率半径
同理,可计算其余各片弹簧的曲率半径。