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弹簧的强度计算1弹簧的受力图示的压缩当受轴向压力(实用应用文)—必威-官方网站
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弹簧的强度计算1弹簧的受力图示的压缩当受轴向压力(实用应用文) 发布日期:2025-08-12 19:33:55 浏览次数:

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  图示的压缩弹簧,当弹簧受轴向压力F时,在弹簧丝的任何横剖面上将作用着:扭矩T=FRcosα,弯矩M=Finα,切向力FQ=Fcosα和法向力NF=Fsinα(式中R为弹簧的平均半径)。由于弹簧螺旋角α的值不大(对于压缩弹簧为6~90),所以弯矩M和法向力N可以忽略不计。因此,在弹簧丝中起主要作用的外力将是扭矩T和切向力Q。α的值较小时,cosα≈1,可取T=FR和Q=F。这种简化对于计算的准确性影响不大。

  当拉伸弹簧受轴向拉力F时,弹簧丝横剖面上的受力情况和压缩弹簧相同,只是扭矩T和切向力Q均为相反的方向。所以上述两种弹簧的计算方法可以一并讲述。

  从受力分析可见,弹簧受到的应力主要为扭矩和横向力引起的剪应力,对于圆形弹簧丝

  系数Ks可以理解为切向力作用时对扭应力的修正系数,进一步考虑到弹簧丝曲率的影响,可得到扭应力

  式中K为曲度系数。它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响。一定条件下钢丝直径

  压缩弹簧的长度较大时,受载后容易发生图a)所示的失稳现象,所以还应进行稳定性的验算。

  为了便于制造和避免失稳现象出现,通常建议弹簧的长径比b=H0/D2按下列情况取为:弹簧两端均为回转端时,b≤;

  如果b大于上述数值时,则必须进行稳定性计算,并限制弹簧载荷F小于失稳时的临界载荷Fcr。一般取F=Fc(2~),其中临界载荷可按下式计算:

  如果FFcr,应重新选择有关参数,改变b值,提高Fcr的大小,使其大于Fmax之值,以保证弹簧的稳定性。若受结构限制而不能改变参数时,就应该加装图b)、c)所示的导杆或导套,以免弹簧受载时产生侧向弯曲。

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