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拉伸弹簧设千亿体育登录计计算软件
2022-01-12 14:06

目前,广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。若无一定的实际经验,很难设计和制造出高精度的弹簧,随着设计应力的提高,以往的很多经验不再适用。例如,弹簧的设计应力提高后,螺旋角加大,会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧,所有的计算也只是给我们一个大的方向从而减少研发成本。下面我给大家介绍下大至的计算方法。

怎么去设计计算一个合理的拉伸弹簧?

    拉伸弹簧的拉力、变形和强度计算与压缩弹簧基本相同,两者只是受力、变形和应力的方向相反。因此,压缩弹簧的基本计算公式同样可以应用于拉伸弹簧。

    密圈螺旋拉伸弹簧在冷卷时形成的内力,其值为弹簧开始产生拉伸变形时所需要加的作用力,为拉伸弹簧的初拉力。初拉力与材料的种类、性能、直径和弹簧的旋绕比、耳环的型式、长短以及弹簧的加工方法都有直接的关系,用冷拔成形并经过强化处理的钢丝且经冷卷成形后的拉伸密圈弹簧,都有一定的初拉力。不锈弹簧钢丝与碳素弹簧钢丝制成的弹簧比较,初拉力要小12%左右,弹簧消应力回火处理的温度越高,初拉力越小;制成弹簧需要经热处理淬火的拉伸弹簧就投有初拉力.

         螺旋的线圈做成的圆柱形弹簧,工作线圈之间为恒定间隙,可以吸收外部轴向力。线径约为16mm的弹簧线圈为冷成型。热成型弹簧一定是用于线径大于10mm的高负载产品上。拉伸弹簧通常为圆线或圆棒做成。方形线圈很少用。

考虑到固定挂钩形状和设计对弹簧工作寿命减少和无法做到完美的喷丸效果。不推荐使用拉伸弹簧于疲劳负载弹簧上。如果必须使用拉伸弹簧于疲劳负载,建议避免使用固定挂钩而选择其他的弹簧固定方式。

 

拉伸弹簧用于两种基本设计:

1) 预压弹簧
冷成型拉伸弹簧适合预应力加工,因此工作线圈封闭。预压弹簧可以增加弹簧的负载容量。对于指定长度弹簧变形,必须使用无预压的更高负载。预压产生于弹簧线圈的卷绕过程中。尺寸大小依据使用的材料,弹簧指数和卷绕方式。

2) 无内部预压弹簧 
由于技术原因如果没有必要,可以使用松的线圈弹簧,没有预压 ,工作线圈之间有间隙。自由状态下的线圈间距通常为 0.2*D < p < 0.4*D。

  弹簧计算基本关系式

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【含义】
c = 弹簧指数(c=D/d; c=D/b) [-]
b = 线宽[单位:mm, in]
d = 线径[单位:mm, in]
D = 弹簧中心直径[单位:mm, in]
F = 弹簧负载[单位:N, lb]
F0 =内应力[单位:N, lb]
G = 剪切弹性模量[单位:MPa, psi]
h = 线高[单位:mm, in]
k = 弹簧系数[单位:N/mm, lb/in]
Ks = 曲线纠正因数[-]
L0 = 弹簧自由长度[单位:mm, in]
LH = 弹簧挂钩高度[单位:mm, in]
LK =有效截面长度[单位:mm, in]
n = 工作线圈数[-]
p = 线圈间距[单位:mm, in]
s = 弹簧变形量[单位:mm, in]
Ψ= 形状系数 [-] (e.g. DIN 2090)
t = 弹簧材料拉伸应力 [单位:MPa, psi]
t0 = 内应力 [单位:MPa, psi]

曲线修正因数
线圈弯曲导致额外的弯曲应力。因此计算使用修正系数来修正拉伸。圆线圈弹簧,修正系数通过所给弹簧卷绕比率来定义,比率通过几个经验公式计算  。计算使用下面的关系式:
ks=1+0.5/c
方形截面线圈弹簧,修正系数由来自适当的列线图中所给弹簧指数和b/h比率来定,计算中的修正系数已经包含于形状系数Ψ

弹簧内应力
内应力出现在弹簧线圈的卷绕过程中,它的数量依据弹簧的材料,弹簧指数以及卷绕方式。通常数值在一下范围内:  
τ0=(0.4/0.8).Rm/C

技术上较高的数值很难获得,较低的数值很难被准确的测量。为了定义拉丝机床加工弹簧内应力,DIN 2089标准定义以下公式:
τ0≈(0.135-0.00625.C).Rm
 
内拉伸应力计算公式:
F0=π.τ0.d3/8.ks.D

推荐弹簧尺寸 弹簧指数 c   4 - 16  
外径 De   max. 350 mm  
工作线圈数 n   min. 3  
比率 b/h   1:5  -  5:1  
自由长度 L0   max. 1500 mm  
长细比 L0/D   1 - 15  
间距 p   (0.2 - 0.4) D - 无预压弹簧  
弹簧收尾设计
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