弹簧计算公式
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计算力:F =K △X (K =弹性模量,△X=变形量)压力弹簧· 压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的荷;· 弹簧常数:以k 表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm 距离的负荷(kgf/mm); · 弹簧常数公式(单位:kgf/mm ):()()Nc Dm d G K ⨯⨯⨯=348/G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2——弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝拉力弹簧拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同·拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
· 初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度)扭力弹簧· 弹簧常数:以 k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm).· 弹簧常数公式(单位:kgf/mm):()()R4⨯⨯/=1167⨯K⨯pN⨯DmdEE=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂p=3.1416。
胡克弹性定律指出,在弹性极限范围内,弹簧的弹性力f 与弹簧的长度x 成正比,即f =-kx,k 是一个物体的质量弹性系数,该系数由材料的性质决定,负号表示弹簧产生的弹性力与其延伸(或压缩)方向相反弹簧常数: 以k 表示,当弹簧被压缩时,载荷(kgf/mm)增加1mm 的距离,弹簧常数公式(单位: kgf/mm) : k = (g d4)/(8dm3 nc) g = 钢丝的刚度模量: 钢琴丝g = 8000; 不锈钢丝g = 7300; 磷青铜丝g = 4500;黄铜丝g = 3500d = 线径= 0d = 外径= id = 内径= md = 中径= do-dn = 转速总数弹簧常数的计算例子: 线径= 2.0 mm,外径= 22 mm,总匝数= 5。
5圈,钢丝材料= 钢琴钢丝k = (gxd4)/(8xdm3xnc) = (8000x24)/(8x203x3.5) = 0.571 kg f/mmpull,张力弹簧的k 值与压力弹簧的k 值相同。
张力弹簧的初始张力: 初始张力等于拉开彼此接近的弹簧所需的力,并发生在弹簧轧制成型之后。
在制作张力弹簧时,由于钢丝材质、线径、弹簧指数、静电现象、油脂、热处理、电镀等的不同,使得各张力弹簧的初始张力不均匀。
因此,在安装各种规格的张力弹簧时,应该预张力到平行弯道之间一定距离的力称为初张力。
初始张力= p-(kxf1) = 最大载荷-(弹簧常数x 拉伸长度)扭转弹簧常数: 以k 表示,当弹簧扭转时,载荷(kgf/m)增加1个扭转角。
弹簧常数(单位: kgf/mm) : k = (exd #)/(1167 xdmxpnxr) e = 钢丝的刚度模量: 钢琴线e = 21000,不锈钢线e = 19400,磷青铜线e =11200,黄铜丝e = 11200d = 线径= 0d = 外径= id = 内径= md = 中径= do-dn = 载荷作用下转臂的总长度= 3.1416。
简易的弹簧刚度计算公式
弹簧的刚度是指弹簧在单位变形时所产生的抵抗力或恢复力。
刚度通常用弹簧的切线斜率来表示,斜率越大,弹簧的刚度就越大。
弹簧的刚度可以通过以下公式进行计算:
K=(F2-F1)/(x2-x1)
其中,K是弹簧的刚度,单位是牛顿/米或N/m;F1和F2分别是弹簧在x1和x2位置施加的力,单位是牛顿;x1和x2分别是弹簧的起始位置和结束位置,单位是米。
这个简单的公式适用于线性弹簧,即在其工作范围内,变形与施加的力成正比。
对于非线性弹簧,如扭转弹簧或压缩弹簧,刚度的计算会更加复杂。
在实际应用中,弹簧的刚度也可以通过实验测量得到。
以下是一种常见的实验方法:
1.准备一根弹簧和一组质量。
2.将质量挂在弹簧上,并记录弹簧的变形量和所施加的力。
3.重复步骤2,使用不同的质量组合。
4.根据测得的弹簧变形量和所施加的力,应用上述公式计算弹簧的刚度。
需要注意的是,弹簧的刚度在真实使用中会受到多种因素的影响,如温度和弹簧的疲劳状况。
因此,在进行刚度计算时,需要考虑这些因素的影响。
此外,弹簧的刚度也可以通过有限元分析等数值模拟方法进行计算。
在这种方法中,弹簧的形状和材料性质通过建立模型进行输入,然后利用计算机模拟软件对弹簧的力学行为进行分析,从而得到刚度的准确计算结果。
综上所述,弹簧的刚度可以通过实验测量或数值模拟方法进行计算。
对于线性弹簧,可以使用简单的刚度计算公式,而对于非线性弹簧,则需要采用更为复杂的方法进行计算。
在实际应用中,还需考虑其他因素对刚度的影响。
弹簧劲度公式为: k = F / x,其中k为弹簧劲度(单位:牛/米),F为施加的力(单位:牛),x为弹簧的变形量(单位:米)。
弹簧劲度是描述弹簧刚度的物理量,用来表示弹簧在变形过程中所承受的力和变形量之间的关系。
弹簧劲度越大,说明弹簧越硬,需要施加更大的力才能产生相同的变形量;反之,弹簧劲度越小,说明弹簧越松,施加的力越小就能产生相同的变形量。
弹簧劲度的单位通常是牛/米(N/m),常用来设计和分析弹簧的性能,如弹性限制、振动消除等。
需要注意的是,弹簧劲度是一个线性量,只有在弹簧的变形量很小的情况下才能使用这个公式。
当弹簧变形量增大时,弹簧的劲度也会发生变化,这种现象被称为弹簧非线性。
如果要分析弹簧非线性的性能,需要使用非线性有限元分析或其他方法。
此外,在工程应用中,弹簧也可能会受到温度的影响,导致其劲度变化。
这种现象称为热膨胀。
热膨胀导致的劲度变化可以通过弹簧热膨胀系数来表示。
如果要考虑温度对弹簧性能的影响,需要使用带有热膨胀系数的弹簧劲度公式来计算。
弹簧力F=-KX,其中X是弹性系数,X是形状变量。
物体在外力作用下发生变形后,如果去掉外力,主体可以恢复到原来的形状,即所谓的“弹性力”。
方向与使对象变形的外力的方向相反。
由于物体变形的多样性,弹性力的形式也不同。
例如,如果把一个重物放在一个塑料板上,弯曲的塑料应该回到原来的状态,产生向上的弹性,这就是它对重物的支撑力。
把一个物体挂在弹簧上,这个物体就会拉伸弹簧。
拉长的弹簧需要回到原来的状态,产生向上的弹性力,即作用在物体上的拉力。
扩展数据:在线弹性阶段,一般虎克定律成立,即当应力σ1<σP(σP是比例极限)时,它成立。
它不一定保持在弹性范围内,σP<σ1<σe(σe是弹性极限)。
虽然在弹性范围内,广义虎克定律并不成立。
胡克弹性定律指出,弹簧的弹性力F与弹簧的伸长(或压缩)x成正比,即F=k·x。
k是材料的弹性系数,它只由特性决定,与其他因素无关。
负号表示弹簧在与其拉伸(或压缩)相反的方向上产生力。
满足虎克定律的弹性体是一种重要的物理理论模型。
它是对现实世界中复杂非线性本构关系的线性化简。
实践证明,这在一定程度上是有效的。
然而,事实上,有许多例子不符合胡克定律。
胡克定律的意义不仅在于它描述了弹性体的变形与力之间的关系,而且它创造了一种重要的研究方法:对现实世界中复杂的非线性现象进行线性化简,这在理论上在物理学中并不少见。
Fn∕S=E·(Δl∕l.)式中,FN为内力,s为FN作用的面积,L为弹性体的原始长度,ΔL为应力后的伸长率,比例系数e称为弹性模量,也称为杨氏模量,因为应变ε=ΔL/L。
因此,弹性模量和应力σ=FN/s具有相同的单位。
弹性模量是描述材料本身的物理量。
由上式可知,当应力大应变小时,弹性模量大,反之亦然。
否则,弹性模量较小。
弹性模量反映了材料对拉伸或压缩变形的抵抗力。
因为两种材料的弹性模量是不一样的,所以两者的弹性模量是不同的。
弹簧刚度计算公式:K=Gd4
8d23n
式中:
K-弹簧刚度,单位为n/m;
G-弹簧材料切变模量,钢:G=8X104MPa=8X1010Pa,青铜:G=4X104MPa=4X1010Pa;d-弹簧线径,单位为m;
d2-弹簧中经,单位为m;
n-弹簧有效圈数,无单位。
比如我们做一弹簧材料为65Mn的压簧,弹簧线径取0.8mm,弹簧中经取9mm,总圈数取6圈,有效圈数(支撑圈数)取5。
那么,这跟弹簧的刚度是:
K=Gd 4
8d23n
=8X1010X(8X10−4)4
8X(9X10−3)3X5
=84X10−6
9X10X5
=1.12X103N/m
=1.12N/mm
如果想少许提高弹簧的刚度,比如说提高25%,那可以别的参数不变,将支撑圈数改为4圈即可;如果支撑圈数改为3圈,那刚度就提高66.67%。
如果将弹簧线径由0.8mm改为1mm,别的参数都不变,那么,弹簧刚度就由原来的1.12N/mm,变为2.74N/mm,刚度提高了2.45倍!。
弹力计算公式压力弹簧初拉力计算F0=〖{π×d3}÷(8×D)〗×79mpaF0={×(5×5×5)÷(8×33)}×79=117 kgf1.压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷;2.弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm);3.弹簧常数公式(单位:kgf/mm);K=(G×d4)/(8×D3×Nc)G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ,60Si2MnA钢丝G=7900,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500d=线径(钢丝直径)D=中径N=总圈数Nc=有效圈数F=运动行程(550mm)弹簧常数计算范例:线径=5.0mm , 中径=20mm , 有效圈数=圈,钢丝材质=不锈钢丝K=(G×d4)/(8×D3×Nc)=(7900×54)/(8×203×=m m×(F=100)=812 kgf拉力弹簧拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度)扭力弹簧弹簧常数:以k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm)弹簧常数公式(单位:kgf/mm):K=(E×d4)/(1167×D×p×N×R)E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200d=线径(钢丝直径)D=中径N=总圈数R=负荷作用的力臂p=。
弹簧力F =-KX,其中X是弹性系数,X是形状变量。
在物体通过外力变形后,如果去除外力,则主体可以恢复其原始形状,这称为“弹性力”。
其方向与使物体变形的外力方向相反。
由于物体变形的多样性,弹力的形式也多种多样。
例如,如果将重物放在塑料板上,则弯曲的塑料应恢复到其原始状态并产生向上的弹力,这是其对重物的支撑力。
将一个物体挂在弹簧上,然后该物体将弹簧拉长。
需要将细长弹簧恢复到其原始状态,以产生向上的弹力,该弹力是作用在物体上的拉力。
扩展数据:在在线弹性阶段,一般的胡克定律成立,也就是说,当应力σ1 <σP(σP是比例极限)时,它成立。
它不一定保持在弹性范围内,σP <σ1 <σe(σe是弹性极限)。
尽管在弹性范围内,但广义的胡克定律不成立。
虎克的弹性定律指出,弹簧的弹力F与弹簧的伸长(或压缩)x成正比,即f = k·X。
K是材料的弹性系数,仅由特性决定材质,与其他因素无关。
负号表示弹簧在与其伸长(或压缩)相反的方向上产生力。
满足胡克定律的弹性体是重要的物理理论模型。
它是现实世界中复杂的非线性本构关系的线性简化,实践证明其在一定程度上是有效的。
但是,实际上,有许多不满足胡克定律的例子。
胡克定律的意义不仅在于它描述了弹性体的变形与力之间的关系,而且在于它创造了一种重要的研究方法:在现实世界中线性简化复杂的非线性现象,这在理论物理学中并不罕见。
Fn ∕S = E·(Δl∕l。
)其中FN是内力,s是FN作用的面积,L.是弹性体的原始长度,ΔL是应力后的伸长率,比例系数e称为弹性模量,也称为杨氏模量,因为应变ε=ΔL /L。
因此,弹性模量和应力σ= FN / s具有相同的单位。
弹性模量是描述材料本身的物理量。
从上式可以看出,如果应力大,应变小,则弹性模量大;反之,则大。
否则,弹性模量较小。
弹性模量反映了材料对拉伸或压缩变形的抵抗力。
对于某种材料,拉伸和压缩的弹性模量不同,但相差不大,因此可以将两者视为相同。
弹簧劲度系数计算公式
K=(F-x)/x
其中,F是弹簧受到的恢复力(单位是牛顿),x是弹簧的变形量(单位是米)。
实验方法是通过测量弹簧受到的力和变形量来计算劲度系数。
一种常用的实验方法是挂载一个负重于弹簧上,并测量弹簧的伸长量。
通过施加不同大小的负重,得到不同的伸长量,从而可以计算出劲度系数。
理论方法是通过弹簧的材料和几何参数来计算劲度系数。
根据材料的弹性模量和弹簧的截面积,可以计算出弹簧的刚度。
对于简单的弹簧,其劲度系数的计算可以用Hooke定律表示:
K = (Gd^4)/(8nd^3)
其中,G是弹簧材料的剪切模量,d是弹簧的直径,n是弹簧的螺旋数。
对于复杂的弹簧结构,例如扭簧和复合簧,劲度系数的计算会更加复杂。
需要考虑弹簧的几何形状、材料特性、加载方式等因素。
弹簧劲度系数的计算在工程设计和力学分析中具有重要意义。
它可以用于设计和计算弹簧系统的性能,例如弹簧片的刚度和变形量、弹簧悬挂系统的刚度和振动特性等。
在实际工程中,计算弹簧的劲度系数可以帮助工程师选择合适的弹簧材料和尺寸,以满足具体的工程要求。
总之,弹簧劲度系数是一个重要的物理量,可以通过实验或理论方法进行计算。
它在弹簧系统的设计和分析中具有重要的应用价值。
弹力计算公式压力弹簧初拉力计算F0=〖{π3.14×d3}÷(8×D)〗×79mpaF0={3.14×(5×5×5)÷(8×33)}×79=117 kgf1.压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷;2.弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm);3.弹簧常数公式(单位:kgf/mm);K=(G×d4)/(8×D3×Nc)G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ,60Si2MnA钢丝G=7900,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500d=线径(钢丝直径)D=中径N=总圈数Nc=有效圈数F=运动行程(550mm)弹簧常数计算范例:线径=5.0mm , 中径=20mm , 有效圈数=9.5圈,钢丝材质=不锈钢丝K=(G×d4)/(8×D3×Nc)=(7900×54)/(8×203×9.5)=8.12kgf/m m×(F=100)=812 kgf拉力弹簧拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度)扭力弹簧弹簧常数:以k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm)弹簧常数公式(单位:kgf/mm):K=(E×d4)/(1167×D×p×N×R)E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200d=线径(钢丝直径)D=中径N=总圈数R=负荷作用的力臂p=3.1416。
弹簧和重量物理公式推导
弹簧重量的计算(公斤):
钢丝直径×钢丝直径×弹簧总圈数×弹簧中径×1.937÷100000
弹力公式
F=kx,F为弹力,k为劲度系数(或倔强系数),x为弹簧拉长(或压短)的长度。
例1:用5N力拉劲度系数为100N/m的弹簧,则弹簧被拉长5cm例2:一弹簧受大小为10N的拉力时,总长为7cm,受大小为20N的拉力时,总长为9cm,求原长和伸长3cm时受力大小?
结构分类
按受力性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧,按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、
螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等,按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。
普通圆柱弹簧由于制造简单,且可根据受载情况制成各种型式,结构简单,故应用最广。
弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等,常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。
弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。
弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法,大于8毫米的用热卷法。
有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理,可提高弹簧的承载能力。
各类弹簧弹力计算公式弹簧是一种常见的弹性元件,其具有弹力特性,用于储存和释放能量。
弹簧的弹力计算公式是根据其材料特性和几何形状来确定的。
以下是几种常见弹簧的弹力计算公式。
1.杆弹簧(线弹簧)杆弹簧是一种直线形状的弹簧,其弹力计算公式可以使用胡克定律进行描述。
胡克定律表明,弹簧的弹力与其拉伸或压缩的长度成正比,弹簧弹力的公式可以表示为:F=k*x其中,F表示弹簧的弹力,k表示弹簧的弹性系数,x表示弹簧的形变长度。
2.螺旋弹簧螺旋弹簧是一种扭转形状的弹簧,其弹力计算公式可以使用弹簧公式进行描述。
弹簧公式基于胡克定律,并考虑了螺旋形状对弹簧弹力的影响。
弹簧公式可以表示为:F=(Gd^4)/(8ND^3)其中,F表示弹簧的弹力,G表示弹簧材料的剪切模量,d表示弹簧线径,N表示弹簧的圈数,D表示弹簧的平均直径。
3.扭力弹簧扭力弹簧是一种以扭转为形变方式的弹簧,其弹力计算公式可以使用扭力弹簧公式进行描述。
扭力弹簧公式基于扭转力矩与弹簧角度的关系。
扭力弹簧公式可以表示为:T=(kφ)/L其中,T表示扭转力矩,k表示弹簧的扭力系数,φ表示弹簧的扭转角度,L表示弹簧的长度。
4.悬挂弹簧悬挂弹簧是一种用于悬挂装置的弹簧,其弹力计算公式可以根据工程需要进行设计。
常见的悬挂弹簧包括张紧弹簧和扭力挂弹簧。
对于张紧弹簧,其弹力计算公式可以表示为:F=(Gd^4)/(8Na)其中,F表示弹簧的弹力,G表示弹簧材料的剪切模量,d表示弹簧线径,N表示弹簧的圈数,a表示弹簧的平均半径。
对于扭力挂弹簧,其弹力计算公式可以表示为:F=(kφ)/R其中,F表示弹簧的弹力,k表示弹簧的扭力系数,φ表示弹簧的扭转角度,R表示弹簧的半径。
总结:以上是几种常见弹簧的弹力计算公式。
在实际设计和应用中,需要根据具体情况确定弹簧的弹性系数、形变长度、材料特性等参数,并使用相应的计算公式进行弹力计算。
弹簧变形量计算公式
弹簧是一种具有弹性的机械元件,在工程领域广泛应用。
但是,
当弹簧受到外力作用时,会发生变形。
那么,如何计算弹簧的变形量呢?
弹簧变形量与外力、材料参数和弹簧尺寸有关。
一般来说,弹簧
的变形量可以通过胡克定律进行计算。
胡克定律指出,当物体受到外
力作用时,其变形量与受力大小成正比。
对于弹簧而言,此公式可以
表示为:
ΔL = (F × L)/(k × G)
其中,ΔL表示弹簧的变形量,F表示外力大小,L表示弹簧长度,k表示弹簧劲度系数,G表示杨氏模量。
根据弹簧的劲度系数和杨氏模量,可以计算出弹簧的变形量。
但是,在计算变形量时需要注意以下几点:
1. 弹簧的劲度系数会随着材料的变化而变化,因此在计算变形量
时应该选用与实际材料相匹配的劲度系数。
2. 弹簧的变形量与长度成正比,因此在实际使用中,应该根据需
要选择适当的弹簧长度。
3. 不同类型的弹簧在计算变形量时可能需要不同的公式,因此在
实际使用中应该根据弹簧的实际情况进行计算。
总的来说,弹簧的变形量计算公式虽然简单,但其中包含了多个
参数,需要根据具体情况进行计算。
因此,在使用弹簧时,应该选择
符合实际情况的弹簧,并正确计算其变形量,以保证弹簧的正常使用。
弹簧力值计算公式表格
弹簧力值是弹簧在受力时所产生的力量大小,它是工程设计中常
用的重要参数。
为了方便大家使用和理解相关公式,本文将给出一份
弹簧力值计算公式表格,供有关人员参考使用。
(表格标题:弹簧力值计算公式)
弹簧力值计算公式
序号类型公式
1.悬臂弹簧力值F=k*x
2.压缩弹簧力值F=k*x^2
3.张紧弹簧力值F=k*ln(L0/L)
4.扭转弹簧力值F=k*θ
5.双作用弹簧力值F=k*x1*
x2/(x1+x2)
6.多级联弹簧力值F=k1*x1+ k2*x2+...+kn*xn
以上公式中,F表示弹簧力值,单位为牛顿(N);k表示弹簧刚度
系数,单位为牛顿/米(N/m);x表示弹簧的变形量,单位为米(m);
x1、x2表示两个弹簧的变形量,单位为米(m);L0表示弹簧的初始长度,单位为米(m);L表示弹簧的变形后长度,单位为米(m);θ表示弹簧的扭转角度,单位为弧度(rad);xn表示第n级弹簧的变形量,单位为米(m)。
请根据实际需求选择合适的公式进行弹簧力值的计算。
在使用计
算公式时,请注意所选公式的适用范围和前提条件,避免误用导致计
算结果不准确。
以上就是弹簧力值计算公式表格的内容了。
希望这份表格能够对
您有所帮助,如果您在使用过程中遇到任何问题,欢迎随时咨询。
祝
您工作顺利!。
弹簧系数k的计算公式
弹簧系数k的计算公式是F=kx。
劲度系数,即倔强系数(弹性系数),它描述单位形变量时所产生弹力的大小,k值大,说明形变单位长度需要的力越大。
劲度系数又称刚度系数或者倔强系数。
劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。
用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变,除去外力后又恢复原状。
亦作“弹簧”。
一般用弹簧钢制成。
弹簧的种类复杂多样,按形状分,主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。
F=kx,F为弹力,k为劲度系数(或倔强系数),x为弹簧拉长(或压短)的长度。
例1:用5N力拉劲度系数为100N/m的弹簧,则弹簧被拉长5cm。
按受力性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧,按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧等。
1。
弹簧力F=-KX,其中X是弹性系数,X是形状变量。
物体在外力作用下发生变形后,如果去掉外力,主体可以恢复到原来的形状,这就是所谓的“弹性力”。
方向与使对象变形的外力的方向相反。
由于物体变形的多样性,弹性力的形式也不同。
例如,如果把重物放在塑料板上,弯曲的塑料应恢复到原来的状态并产生向上的弹性,这就是它对重物的支撑力。
把一个物体挂在弹簧上,然后这个物体就会拉伸弹簧。
拉长的弹簧需要恢复到其原始状态,以产生向上的弹性力,即作用于物体上的拉力。
扩展数据:在线弹性阶段,一般虎克定律成立,即当应力σ1<σP(σP是比例极限)时,它成立。
它不一定保持在弹性范围内,σP<σ1<σe(σe是弹性极限)。
虽然在弹性范围内,广义虎克定律并不成立。
胡克弹性定律指出,弹簧的弹性力F与弹簧的伸长(或压缩)x成正比,即F=k·x。
k是材料的弹性系数,它只由特性决定,与其他因素无关。
负号表示弹簧在与其拉伸(或压缩)相反的方向上产生力。
满足虎克定律的弹性体是重要的物理理论模型。
它是对现实世界中复杂非线性本构关系的线性化简,实践证明,它在一定程度上是有效的。
然而,事实上,有许多例子不符合胡克定律。
胡克定律的意义不仅在于它描述了弹性体的变形与受力之间的关系,而且它创造了一种重要的研究方法:对现实世界中复杂的非线性现象进行线性化简,这在理论物理学中并不少见。
Fn∕S=E·(Δl∕l.)式中,FN是内力,s是FN作用的面积,L是弹性体的原始长度,ΔL是应力后的伸长率,比例系数e被称为弹性模量,也称为杨氏模量,因为应变ε=ΔL/L。
因此,弹性模量和应力σ=FN/s具有相同的单位。
弹性模量是描述材料本身的物理量。
由上式可知,当应力大应变小时,弹性模量大,反之则大。
否则,弹性模量较小。
弹性模量反映了材料对拉伸或压缩变形的抵抗力。
对于某种材料,拉伸和压缩的弹性模量是不同的,但差别不大,所以可以认为两者是相同的。
% 阀中弹簧参数计算
% 弹簧在液压阀中的受力属第二类负载
% 选用材料:琴钢丝(G2组),其抗拉强度为1863N/mm^2
tic
%Ft2弹簧最大工作载荷;Ft1弹簧最小工作载荷;Fj弹簧极限工作负载% ------弹簧计算所需相关参数------%
delt_b=190;%单位kgf/mm^2
tao=0.38*delt_b;
D2=input('请输入弹簧中径D2:')
d=input('请输入弹簧钢丝的直径d:')
% 弹性模量的选择
if d<=2
G=8053
elseif d>2&d<=5.5
G=8053
else d>5.5&d<10
G=8053
end
% 弹簧的有效圈数
n=input('请输入弹簧有效圈数n:')
if n>=3
disp('输入的参数符合要求!')
else warning('您输入的有效圈数过小!')
end
%------弹簧指数C------%
disp('弹簧指数C')
C=D2/d
if d>=0.2&d<=0.4
if C>=7&C<=14
disp('参数符合要求!')
else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!')
end
elseif d>=0.45&d<=1
if C>=4&C<=13
disp('参数符合要求!')
else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!')
end
elseif d>=1.1&d<=2.2
if C>=5&C<=10
disp('参数符合要求!')
else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!')
end
elseif d>=2.5&d<=6
if C>=4&C<=12
disp('参数符合要求!')
else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!')
end
elseif d>=7&d<=16
if C>=4&C<=8
disp('参数符合要求!')
else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!')
end
elseif d>=18&d<=42
if C>=4&C<=6
disp('参数符合要求!')
else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!')
end
else warning('建议修改弹簧参数重新计算!')
end
% ------弹簧外径D,中径D2和内径D1------%
disp('弹簧外径D,中径D2和内径D1')
D=D2+d
D2
D1=D2-d
% ------弹簧曲度系数K1------%
disp('弹簧曲度系数K1')
K1=(4*C-1)/(4*C-4)+0.615/C
% ------弹簧极限工作负载Fj------%
disp('弹簧极限工作负载Fj')
Fj=pi*d^2*tao/(8*C*K1)
% ------弹簧刚度Kt------%
disp('弹簧刚度Kt')
Kt=G*d^4/(8*D2^3*n)
% ------弹簧允许极限负荷下的极限变形量fj和允许极限负荷下的单圈变形量fj1------% disp('弹簧允许极限负荷下的极限变形量fj和允许极限负荷下的单圈变形量fj1')
fj=tao*pi*D2^2*n/(G*d*K1)
fj1=tao*pi*D2^2/(G*d*K1)
% 弹簧在最大工作负荷下的变形量f2和最小工作负荷下的变形量f1
disp('弹簧在最大工作负荷下的变形量f2和最小工作负荷下的变形量f1')
% 最大工作负载
Ft2=0.8*Fj
f2=Ft2*fj/Fj
% 最小工作负载
Ft1=0.3*Fj
f1=Ft1*fj/Fj
disp(['弹簧的有效工作范围为:',num2str(Ft1),'到',num2str(Ft2)])
% ------弹簧间隙delt------%
disp('弹簧间隙delt')
delt=fj1+1/n+0.02*d^2
% ------弹簧节距t------%
disp('弹簧节距t')
t=delt+d
% ------弹簧总圈数n1------%
disp('弹簧总圈数n1')
n1=n+2
% ------弹簧自由高度Ho和压并高度Hb------%
disp('弹簧自由高度Ho和压并高度Hb')
Ho=delt*n+(n1-0.5)*d
Hb=(n1-0.5)*d
% ------压缩弹簧细长比b------%
disp('压缩弹簧细长比b')
b=Ho/D2
% ------弹簧螺旋角a------%
disp('弹簧螺旋角a')
a=atan(t/(pi*D2))%a=6度到9度
if a>=6*pi/180&a<=9*pi/180
disp('弹簧结构合理!')
else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!')
end
% ------弹簧展开长度L------%
disp('弹簧展开长度L')
L=pi*D2*n1/cos(a)
% ------弹簧压并时的外径Dt------%
disp('弹簧压并时的外径Dt')
Dt=sqrt(D^2+0.1*[Ho-(n1-n)*d/n]^2)
% 弹簧允许极限负荷下的高度Hj,最大工作负荷下的高度H2和最小工作负荷下的高度H1 disp('弹簧允许极限负荷下的高度Hj,最大工作负荷下的高度H2和最小工作负荷下的高度H1')
Hj=Ho-fj
H2=Ho-f2
H1=Ho-f1
% ------绘制力-位移图------%
x=(f1:0.01:f2);
plot(x,Kt*x,'r')
title('弹簧的力-位移图')
axis equal
xlabel('弹簧变形量x(mm)')
ylabel('弹簧力Ft(Kgf)')
u=(f1+f2)/2
v=Kt*u
text(u,v,['\fontsize{16}\leftarrow\itFt=',num2str(Kt),'*x'])。