A trebuit să fac un calcul de primăvară întinsă.
Am găsit o tehnică, am numărat. cifrele mi se păreau stricate.
Îndoind tehnica, am luat prima primăvară sub braț, mi-am măsurat rigiditatea și am calculat dimensiunile geometrice.
Extinderea valorilor calculate și măsurate ma șocat - doar 10%. Pe scurt, a fost confirmată caracterul adecvat al metodologiei.
Am decis să o împărtășesc, pentru că este ușor de numărare, dar poate fi util în caz contrar.
Deci, să începem cu datele pe care va trebui să le operăm:
d [mm] este diametrul firului de la care este înfășurată arcul.
D [mm] este diametrul mediu al arcului (diametrul exterior minus diametrul firului).
n [-] - numărul bobinelor de lucru ale arcului.
t [MPa] este tensiunea de torsiune. Este necesar să verificați rezistența arcului.
[t] [MPa] - puterea maximă a materialului. Pentru oțelurile structurale comune este egal cu 200-1000 MPa.
G [N / mm2] este modulul de forfecare al materialului. Pentru oțelul inoxidabil este de aproximativ 70000-80000 N / mm2.
c [N / mm] - rigiditate la arc. Indică ce forță (în newtoni) trebuie aplicată pentru a comprima arcul cu 1mm.
cn [-] - indicele de primăvară. Valoare auxiliară.
k [-] - factor de reducere a rezistenței.
kζ [-] este factorul de siguranță.
pi = 3,14 este numărul de Pi.
L [mm] este lungimea arcului.
f [mm] - deformarea arcului.
F [N] este forța axială (a arcului însuși sau care acționează asupra arcului).
Dacă alte lucruri sunt egale, indicele "0" indică valoarea inițială a parametrului, indicele "max" este valoarea maximă.
Din formula (2) este posibilă deducerea formulei diametrului mediu al unui arc:
5) D = 3rt
3rt este a treia rădăcină a lui X.
Aici, de fapt, tot ce trebuie să știți.
Să analizăm câteva exemple de calcul.
Avem un cap de hrean - ce primăvară are următoarele dimensiuni:
d = 5 mm
D = 50 mm
n = 20
L = 150 mm
Vrem să o folosim, de exemplu, pentru un primar, dar nu știm ce încărcare va rezista. Calculați rigiditatea.
Să presupunem o bucată de fier din oțel mediu de primăvară cu G = 75000 N / mm2.
c = (G * (d ^ 4)) / (8 * n * (D ^ 3)
c = (75000 * (5 ^ 4)) / (8 * 20 * (50 ^ 3)) = (75000 * 625) / (8 * 20 * 125000) = 2.344 N / mm
1 kg = 9,81 N. Se poate rotunji la 10N.
Se pare că pentru a comprima arcul cu 1 mm trebuie să aplicați o forță de aproximativ 0,23 kg.
Lungimea arcului este de 150 mm. Lungimea minimă este n * d = 20 * 5 = 100mm.
Adică, arcul poate fi comprimat cu 50 mm.
În consecință, forța maximă care va comprima arcul până la oprire este de 11,5 kg. NDA, pentru un primar nu este suficient)
Să verificăm dacă arcul suportă o astfel de încărcătură:
tmax = (8 * k * F * D) / (pi * (d ^ 3))
tmax = (8 * 1,14 * 117,2 * 50) / (3,14 * (5 ^ 3)) = 136 MPa
Până la un minim de 200 MPa este încă departe. Ie deși pentru scopurile noastre, primăvara nu este suficient de bună - poate fi folosită până când este complet ondulată. Pentru a arunca în timp ce nu este necesar, se va potrivi în continuare.
Două cuvinte despre cantitățile cn = D / d și k.
k depinde de raportul dintre diametrul arcului și fir.
Mai jos sunt valorile prin care curba aproximantă poate fi construită:
Primăvara este încă necesară pentru primavara. N-am găsit-o pe cea finită.
Să calculăm care primăvară avem nevoie.
Greutatea bicicletei în sarcină maximă este de 400 kg. Pe axa din față, permiteți-i să fie de 170 kg, de exemplu. Având în vedere unghiul de înclinare de 35 de grade, forța axială pe arc este de 170 / cos35 = 208 kg. Asta este 2040 N.
Aceasta este valoarea nominală.
Să spunem că avem nevoie ca arcul să fie strâns la limită cu o suprasarcină dublă. Ei bine, lasa distanta maxima de-a lungul furcii sa fie de 100 mm. La 50 mm, arcul se comprimă la sarcină nominală și încă 50 mm - pentru a rezolva neregulile.
În consecință, rigiditatea necesară c = F / f = 2040/50 = 40,8 N / mm. Rotund până la 41 N / m. Deformarea completă a arcului trebuie să fie de 100 mm.
Să ne gândim.
În birourile de profil există de obicei tot felul de fire. Să fie 8mm.
Apoi, există două moduri. Puteți specifica numărul de spire și puteți determina diametrul și invers. Să întrebăm diametrul.
Este clar, dar cu cât este mai mare raportul cn = D / d - aceasta este mai puțin rigidă; Cu toate acestea, acest raport nu ar trebui să fie prea mic. Mai puțin de 4 este deja rău.
Set D = 40 mm.
Definiți numărul necesar de rotații de lucru:
n = (G * (d ^ 4)) / (8 * c * (D ^ 3)
n = (75000 * (8 ^ 4)) / (8 * 41 * (40 ^ 3)) = 14,63 - poate fi rotunjită la 15.
Lungimea prin rotiri L = n * d = 15 * 8 = 120 mm. Apoi, pentru a putea face față cu 100 mm, lungimea inițială trebuie să fie L0 = L + dL = 120 + 100 = 220 mm.
Să verificăm ce sa dovedit a fi forța la maximul de compresie.
cn = 40/8 = 5,0
k = 1,29
F = 4080 N (sarcina nominală 2040 N + rezervă 2040)
tmax = (8 * k * F * D) / (pi * (d ^ 3))
tmax = (8 * 1,29 * 4080 * 40) / (3,14 * (8 ^ 3)) = 1047 MPa
Mulți. Aveți nevoie de oțel tramzetaya foarte mult, altfel pe un izvor bun bumpy pot și izbucni.
Aici trebuie să ne gândim cum să reducem tensiunea. Evident, pentru aceasta este necesar să se mărească diametrul sârmei d. În același timp, k va crește (deoarece raportul D / d scade), dar d în numitorul cubului, astfel încât tensiunea în general va scădea.
Următoarea repetare a calculului. Omiteți explicațiile, voi da doar numerele:
d = 14 mm
D = 60 mm
n = 40,7 -> 41
L = 41 * 14 = 574 mm
L0 = 676 mm
tmax = 309 MPa
Pe forță vom trece, dar lungimea sa dovedit a fi inadecvată.
Creșteți diametrul pentru a reduce numărul de spire:
d = 14 mm
D = 80 mm
n = 17,16 -> 17
L = 17 * 14 = 238 mm
L0 = 338 mm
tmax = 379 MPa
Păi, ceva de genul ăsta. Prin forță, ajungem (în cazul în care oțelul este adecvat, bineînțeles), lungimea este de asemenea condiționată-satisfăcătoare.
Dacă construiți un astfel de izvor, de exemplu, în Compas - devine evident că sa dovedit, în general, destul de drăguț.
Adevărat, pentru Springer utilizați de obicei două paralele, dar eu am numărat unul). Trebuie să fii mai atent.
Desigur, pentru a aplica metoda de calcul al nulovoy de primăvară aproape nimeni nu ar avea. Sunt acei maniaci foarte sălbatici sau cei care fac mai ușor decât să cumpere. Pentru cei mai mulți muritori mai ușor să se uite la vânzarea de-a gata, care are deja o altă direcție de lichidare, dimensiune, culoare și miros, cu pas variabil, etc. și altele asemenea.
Dar aici pentru a evalua parametrii glandei deja disponibile - poate fi utilă.
General, ai o zi cu cutit. În sens-utilizare, dacă brusc cineva are nevoie.
Ei bine și în cele din urmă unele evidente:
Rigiditatea este direct proporțională:
- diametrul sârmei
Rigiditatea este invers proporțională:
- diametrul arcului
- numărul de viraje
Trimiteți-le prietenilor: