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登錄螺旋彈簧的案例
仿真案例|懸架螺旋彈簧自動化設計和優化
如今這種方法仍十分有用,因為它可對圓柱形螺旋壓縮彈簧進行簡單的尺寸分析。
第一種載荷傳遞類型的兩個示例如圖1所示。彈簧布置在阻尼器周圍以合成一個部件。端端相連,無橫向偏移。這樣,圓柱形彈簧幾乎可以自由偏轉,在彎矩和橫向力共同作用下螺旋處應力可以均勻分布。
然而,在許多實際應用中,端部線圈通過具有空間曲面或橫向偏移的非平行對齊支柱相互引導。在分析螺旋壓縮彈簧的尺寸時,必須用有限元分析(FEA)代替簡單方法。第二種力傳遞類型的兩個示例如圖2所示。
圖2:懸臂上彈簧排列情況:減壓(左)和壓縮(右)
在下懸臂上安裝彈簧然后沿著空間曲線引導彈簧端。分析結果顯示,圓柱形彈簧發生不均勻變形,此外,力矩和橫向力作用在彈簧兩端。結果是螺旋中的應力分布不均勻,彈簧體發生扭曲。
03 尺寸分析
基于DINEN13906-1標準表中給出的公式來計算螺旋彈簧。以下的基本公式均取自本標準表,它們描述了彈簧最重要的參數之間的關系:彈簧剛度、彈簧力、剪切模量、線徑、線圈數、平均線圈直徑、彈簧撓度和產生的剪應力。這些值對于計算簡單圓柱形螺旋彈簧至關重要:
然而,這種方法只適用于圓柱螺旋彈簧力傳遞的特殊情況。因此,這種方法只能用于經典螺旋彈簧的初步尺寸分析。
04 參數化
在尺寸分析,特別是在幾何優化中使用有限元分析時,需要螺旋彈簧的參數化模型。隨著時間的推移,Mubea的工程師們為螺旋彈簧建模開發了不同的參數化方法或應用程序。它們支持產品開發人員定義自由、自由螺旋彈簧幾何形狀并且設置邊界條件。此外,它們可以生成和評估有限元仿真模型。
其中有一個應用程序是專門為優化和自動設計螺旋彈簧幾何形狀而開發的。
展開 兩擋AMT(電驅橋)新型無摩擦式同步器設計及仿真
4.2 螺旋彈簧剛度的影響
在新型無摩擦式同步器換擋過程中,螺旋彈簧起到同步齒輪結合部與結合套角速度及降低換擋沖擊度的作用,對換擋同步過程的好壞起著至關重要的作用。因此,不同的螺旋彈簧剛度值對換擋同步過程產生的影響也不同,如圖13、圖14所示。
從圖13 中結合套的位移可以看出,在換擋初始時,結合套位移為0 mm,即結合套處于空擋位置;當結合套在換擋力作用下軸向移動13 mm 時,至此完成同步換擋過程。從圖13 中也可以看出,在其他參數保持不變時,隨著螺旋彈簧剛度的增加,換擋時間也逐漸增加,但差別不是太大。但是當螺旋彈簧剛度大于0.7 N·m(/°)后,在其他參數保持不變時,會出現換擋同步時間大大延長的現象。因此,為了保證換擋同步過程迅速進行,螺旋彈簧的剛度值不能過大。
圖13 不同螺旋彈簧剛度下的結合套位移曲線圖
圖14 不同螺旋彈簧剛度下的整車沖擊度曲線圖
但是從圖14 中可以看出,隨著螺旋彈簧剛度的增加,整車沖擊度逐漸減小,是因為螺旋彈簧剛度的增加能更好地吸收速度同步過程中因齒輪結合部與導向環轉速差不同而產生的沖擊能,更好地起到調速緩沖作用,從而降低整車換擋沖擊度。因此,選取較大的螺旋彈簧剛度有利于降低整車沖擊度,但同時螺旋彈簧剛度的增加會增加換擋時間,因而形成了矛盾。因此,要選擇一個合適的螺旋彈簧剛度值,從而保證換擋同步時間和整車沖擊度都能控制在合理的范圍內。
展開 汽車懸架系統專題(7):圖解各類獨立懸架
彈簧夾;3. 鋼板彈簧;4. 中心螺栓;
鋼板彈簧本身還兼起導向機構的作用,可不必單設導向裝置,使結構簡化,并且由于彈簧各片之間摩擦引起一定減振作用。有些高級轎車的后懸架采用鋼板彈簧作彈性元件。目前一些國家汽車上采用變厚度的單片或二至三片的鋼板彈簧,可以減少片與片間的干摩擦,減小動剛度,還提高使用應力,同時減輕重量。
螺旋彈簧
螺旋彈簧是用彈簧鋼鋼棒料卷制而成,它們有剛度不變的圓柱形螺旋彈簧和剛度可變的圓錐形螺旋彈簧。
螺旋彈簧大多應用在獨立懸架上, 尤以前輪獨立懸架采用廣泛。有些轎車后輪非獨立懸架也有采用螺旋彈簧作彈性元件的。由于螺旋彈簧只承受垂直載荷,它用做彈性元件的懸架要加設導向機構和減振器。它與鋼板彈簧相比具有不需潤滑,防污性強,占用縱向空間小,彈簧本身質量小的特點,因而現代轎車上廣泛采用。
扭桿彈簧
扭桿彈簧總成用鉻釩合金彈簧鋼制成,它的表面經過加工很光滑。通常為保護扭桿表面,在其上涂有環氧樹脂,并包一層玻璃纖維,再涂一層環氧樹脂,最后涂上瀝青和防銹油漆,以防摩蝕和損壞表面,從而提高扭桿彈簧的使用壽命。
如下圖所示。扭桿彈簧是一根由彈簧鋼制的桿1。扭桿斷面常為圓形,少數是矩形或管形,扭桿一端固定在車架上,(另一端上的)擺臂2與車輪相連。當車輪跳動時,擺臂便繞著扭桿軸線擺動,使扭桿產生扭轉彈性變形,以保證車輪與車架的彈性聯接。
扭桿彈簧在制造時,經熱處理后施加一定的扭轉力矩載荷,使它有一個永久變形,而具有一定的預應力,這樣可以在實際工作中減小工作時的實際應力,有利于延長扭桿彈簧的壽命。但應注意左右扭桿由于施加應力有方向性,裝在車上后承受工作載荷時扭轉的方向應與所預加在扭桿上的扭轉方向相一致,因而左右扭桿做有標記,安裝時應加以注意。
展開 汽車電控空氣懸架試驗與仿真研究
圖15 C級路面前輪動載荷對比
圖16 C級路面后輪動載荷對比
表2 電控空氣彈簧麥式懸架
(類型1)與螺旋彈簧麥式懸架
(類型2)行駛平順性3種指標對比匯總
4 結論
(1)電控空氣彈簧麥式懸架與螺旋彈簧麥式懸架3個評價標準相比:加權均方根值小30.3%, 前、后懸架動撓度均方根值分別小15.4%、19.0%, 前、后車輪動載荷分別小28.6%、30.6%。故從汽車行駛平順性角度來說,用電控空氣彈簧麥式懸架代替螺旋彈簧麥式懸架優勢明顯。
(2)綜合兩種類型懸架的優缺點,考慮到人們對乘坐舒適性和行駛安全性的要求越來越高以及減振器的成本問題,在減振器制造成本不太大的情況下用空氣彈簧麥式懸架代替螺旋彈簧麥式懸架是可行的。
展開 
彈簧的類型及其性能與應用
彈簧的類型及其性能與應用
一、圓柱螺旋彈簧
圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧
特性線呈線性,剛度穩定,結構簡單,制 造 方 便,應 用 較廣,在機械設備中多用作緩沖,減振,以及儲能和控制運動等。
矩形截面圓柱螺旋壓縮彈簧
在同樣的空間條件下,矩形截面圓柱螺旋壓縮彈簧比圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧的剛度大,吸收能量多,特性線更接近于直線,剛度更接近于常數。
扁形截面圓柱螺旋壓縮彈簧
與圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧比較,具有儲存能量大,壓并高度低,壓縮量大,因此被廣泛用于發動機閥門機構,離合器和自動變速器等安裝空間比較小的裝置上。
不等節距圓柱螺旋壓縮彈簧
當載荷增大到一定程度后,隨著載荷的增大,彈簧從小節距開始依次逐漸并緊,剛度逐漸增大,特性線 由 線 性 變 為 漸 增型。因此其自振頻率為變值,有較好的消除 或 緩 和 共 振 的 影響,多用于高速變載機構。
多股圓柱螺旋壓縮彈簧
材料為細鋼絲擰成的鋼絲繩。在未受載荷時,鋼絲繩各根鋼絲 之 間 的 接 觸 比 較松,當外載荷達到一定程度時,接觸緊密起來,這時彈簧剛性增大,因此多股螺旋彈簧的特性線有折點。比相同截面材料的普通圓柱螺旋彈簧強 度 高,減 振 作 用大。在武器和航空發動機中常有應用。
圓柱螺旋拉伸彈簧
性能和特點與圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧相同,它主要用于受拉伸載荷的場合,如聯軸器過載安全裝置中用的拉伸彈簧以及棘輪機構機構中棘爪復位拉伸彈簧。
圓柱螺旋扭轉彈簧
承受扭轉載荷,主要用于壓緊和儲能以及傳動系統中的彈性環節,具有線性特性線,應有廣泛,如用于測力計及強制氣閥關閉機構。
展開 一個小小的離合器,沒想到結構會如此復雜
由于離合器需要在分離和結合之間進行切換,因此彈簧肯定是必不可少的原件。駕齡較長的卡友都知道,以前的卡車離合器采用的都是螺旋彈簧,有的放在中間,有的分布在外圈。而現在的離合器里邊并沒有這些彈簧,而是換成了一組帶有爪子的盤子。
其實,這些爪子也是一種彈簧,它叫做“膜片彈簧”。
膜片彈簧離合器誕生于1936年通用汽車的研究室里,并在1930年代后期在美國大批量生產。1950年代中期開始應用在一些單一的歐洲車型上。保時捷356,寶馬700和DKW Munga是第一批配備了膜片彈簧離合器的德國制造的汽車。膜片彈簧離合器大批量生產始于1965年的歐寶Rekrod車型。
在過去的幾年中,膜片彈簧離合器的品種已經能全面覆蓋國內重、中、輕、轎、微及農用等車型需求。那么,為什么不用螺旋彈簧而用膜片彈簧呢?
膜片彈簧——更舒服更可靠
大家都知道,螺旋彈簧壓得越緊,彈力就越大——也就是說,離合器踏板踩得越深越費勁。但是膜片彈簧不一樣,它是變形到一定程度時彈力最大,再繼續變形,彈力反而會變小——也就是說,離合器踏板踩得越深,不一定越沉。
對于超載的車輛來說,顯然螺旋彈簧能夠提供更大的彈力來壓住離合器片,保障動力輸出。但對于標載車輛來說,不需要過大的彈力,這時如果選擇好膜片彈簧的加載點,就能夠在保障壓緊力的同時,讓離合器踏板更加輕便省力,減輕駕駛員疲勞。
同時,對于螺旋彈簧離合器來說,隨著摩擦片的磨損變薄,彈簧形變量肯定變小,因此壓緊力肯定也會逐漸減小,但是膜片彈簧反而會先變大再減小。
展開 氮氣彈簧結構/使用/選型——資料大全
如果行程≥50mm時,將以氮氣彈簧實際累計行程約100,000計算為其壽命.即:工作壽命=100000米÷(實際行程X2)
三.與螺旋彈簧相比的優勢
1.在更小的空間內提供更大的力一個緊湊型氮氣彈簧BKH50.0-025-135(缸徑為75mm,行程為25mm)]相當于14個SSWH50-300超重載螺旋彈簧(直徑為50mm,20mm預載K=16.7,預壓力=20mmX16.7=334kgf,4700/334=14個螺旋彈簧)
優點:
減少安裝面積:氮氣彈簧需要44.16平方厘米,而螺旋彈簧需要247.75
平方厘米,接近6倍降低安裝高度:氮氣彈簧氣缸只需要135厘米,而螺旋彈簧需要280厘米減少安裝空間:氮氣彈簧只需要596.16平方厘米,而螺旋彈簧需要7963平方厘米和安裝14個螺旋彈簧相比,1個氮氣彈簧不需要預壓,導向和定位等操作
2.相等工作行程前提下,總體高度大大降低一個短型的氮氣彈簧BK J5.0-080-210(直徑為45mm,行程為80mm,總高度為210mm,最終壓力636kgf)相當于一個中載荷螺旋彈簧,直徑為63mm,工作行程為80mm,總高度為305mm,最終彈力為518kgf
優點:
相同的工作行程和彈力,高度明顯降低使模具的結構變得緊湊,降低成本
3.具有更大的初始載荷
氮氣彈簧與模具想接觸時就可提供很大的已知初始力,從45daN(BKB0.45缸徑為12mm)到18300daN(BKB180.0 缸徑為150mm),而螺旋彈簧則需要一個預壓加載荷來實現這個初始力
優點:
氮氣彈簧不需要預加載荷氮氣彈簧安裝更加簡易快捷,減低成本
展開 基于ANSYS及nCode的彈簧動力學及疲勞壽命仿真分析 ¥249
螺旋彈簧作為高壓開關操作機構的一種能量介質,是高壓開關的一個重要的零部件。如果螺旋彈簧在高壓開關全生命周期30年的過程中,出現疲勞失效,會嚴重影響高壓開關的通斷性能,甚至威脅整個電力系統的安全。而彈簧在反復載荷的作用下,其破壞形式主要是疲勞斷裂。疲勞破壞的過程往往是裂紋的成核心、形成、擴展,直到產生突發性的脆斷。因此利用仿真軟件對彈簧的危險點及疲勞壽命進行研究、預測及估算,進而適時對其進行更換,對于提高高壓開關及電力系統的可靠性,具有重要的作用。
本案例基于螺旋彈簧的CAD模型,利用ANSYS及nCode軟件,對螺旋彈簧的進行瞬態動力學分析及疲勞壽命仿真,對于相關從業者及其他行業類似問題具有一定的幫助及指導意義。
仿真過程:
CAD及CAE模型準備
2. 設置邊界條件及瞬態動力學分析
3. 疲勞壽命設置及計算
展開 基于Solidworks的特殊截面彈簧的造型思路
摘 要:以Solidworks中一般圓柱螺旋線不能直接生成異型截面彈簧的問題,以矩形彈簧和三角形彈簧為研究對象,分析了在Solidworks中造型異型彈簧的方法和步驟,詳細說明了掃描圓柱螺旋面的兩種方法,論述了拉伸異型截面曲面、求交叉曲線等步驟中的關鍵技巧,此方法可以對此類零件造型起到舉一反三的作用。
關鍵詞:彈簧;特殊截面;Solidworks;
0 引言
彈簧是機械、電子等行業常用的一種零件,當它受力的時候,可以把機械能轉化成變形能,當外力消失的時候,又能把變形能轉化成機械能或者動能,從而起到控制運動、減震、儲能、測力等作用。
彈簧根據使用場合和要求,可以分為很多種,其中如果按形狀可以分為螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、碟形彈簧、環形彈簧、異型彈簧等。
螺旋彈簧最為常見,在Solidworks中,制作圓柱螺旋彈簧,一般是以圓形為草圖生成圓柱螺旋線,然后再以圓柱螺旋線作為引導線進行曲面掃描來完成,但是,有些場合的彈簧,并不是圓柱螺旋形的彈簧,而是帶有異型截面的彈簧,如圖1所示,例如:三角形彈簧、梯形彈簧、矩形彈簧等或者其他不規則形狀的彈簧,這些彈簧并不能簡單的在圓柱螺旋線基礎上掃描而成。以矩形彈簧和三角形彈簧為例,論述了這類異型截面的彈簧的制作方法以及關鍵的操作技巧。這類帶有異型截面的彈簧零件的造型都可以根據本文的方法,舉一反三設計造型。
1 矩形彈簧的制作方法
Solidworks中對于異型彈簧可以通過掃描螺旋面、拉伸異型曲面、求交叉曲線、掃描曲面得到。
1.1 螺旋面的制作
螺旋面的制作方法有兩種。
方法一:利用圓柱螺旋線作為引導線來掃描曲面。
展開 機械設計常用件:彈簧的基礎知識匯總
彈簧是機械和電子行業中廣泛使用的一種彈性元件,彈簧在受載時能產生較大的彈性變形,并把機械功或動能轉化為變形能,而在卸載后彈簧的變形消失并回復到原狀,同時將變形能轉化為機械功或動能。彈簧的載荷與變形之比稱為彈簧剛度,剛度越大,則彈簧越硬。
一、彈簧的作用
緩沖和減振。如汽車、火車車箱下的減振彈簧,各種緩沖器的緩沖彈簧等;
控制機構的運動。如內燃機中的閥門彈簧,離合器中的控制彈簧等;
儲存及輸出能量。如鐘表彈簧等;
測量力的大小。如彈簧秤,測力器中的彈簧等;
二、彈簧的分類
按受力性質彈簧分為:拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧和彎曲彈簧。
拉伸彈簧(簡稱拉簧)是承受軸向拉力的螺旋彈簧,拉伸彈簧一般都用圓截面材料制造。在不承受負荷時,拉伸彈簧的圈與圈之間一般都是并緊的沒有間隙。
壓縮彈簧(簡稱壓簧)是承受向壓力的螺旋彈簧,它所用的材料截面多為圓形,也有用矩形和多股鋼縈卷制的,彈簧一般為等節距的,壓縮彈簧的圈與圈之間有一定的間隙,當受到外載荷時彈簧收縮變形,儲存形變能。
扭轉彈簧屬于螺旋彈簧。扭轉彈簧可以存儲和釋放角能量或者通過繞簧體中軸旋轉力臂以靜態固定某一裝置。扭轉彈簧的端部被固定到其他組件,當其他組件繞著彈簧中心旋轉時,該彈簧將它們拉回初始位置,產生扭矩或旋轉力。
展開 摩擦電納米發電機的機械能轉換系統:動力學和振動設計
基于螺旋彈簧的TENG系統
圖10. MFR-TENG系統
(a) MFR-TENG系統示意圖。(b) MFR-TENG系統的輸入能量存儲部分。(c) MFR-TENG系統的能量釋放部分。(d) MFR-TENG在10、20、30、40和50?Hz頻率下的調節輸出電壓。(e)比較不同TENG頻率下的輸出TENG電流和變壓器電流輸出。
4. TENGs振動能量轉換系統
在這一部分,作者回顧了文獻中發現的各種TENG振動系統設計。如前所述,大多數振動系統設計基于螺旋彈簧、懸臂梁彈簧或固定梁彈簧。盡管文獻中已經報道了其他新穎的振動TENG設計,例如基于球的結構、夾層彈性波浪結構和彈性多單元TENG結構,但是本文僅關注三種主要振動結構以及設計參數對TENG頻率響應輸出的影響。
4.1. 基于螺旋線圈彈簧的TENG系統
圖11. 基于螺旋彈簧的TENG振動能量轉換系統
實驗確定振動TENG (a)帶寬和(b)阻尼的方法。具有(c)面外運動和(d)面內運動的多方向TENG的電壓和電流輸出頻率響應。(e)串聯TENG系統設計,具有垂直堆疊布置。戰略設計的串聯TENG的電壓輸出頻率響應。
4.2. 懸臂梁彈簧式TENG系統
圖12. 基于懸臂梁彈簧的TENG振動能量轉換系統
(a)具有尖端質量的雙沖擊懸臂TENG示意圖,以及(b)不同懸臂長度和尖端質量下的相應輸出頻率響應。(c)調整懸臂梁的長度在不同頻率下工作的懸臂梁示意圖,以及(d) 15?Hz諧振頻率下最長懸臂梁的TENG輸出(e)具有非線性沖擊的雙共振結構懸臂梁示意圖,以及(f)在不同輸入加速度下的功率輸出頻率響應。
4.3.
展開 
【汽車懸架知識】
懸架系統是指車身、車架和車輪之間的一個連接結構系統,而這個結構系統包含了避震器、懸架彈簧、防傾桿、懸吊副梁、下控臂、縱向桿、轉向節臂、橡皮襯套和連桿等部件。當汽車行駛在路面上時因地面的變化而受到震動及沖擊,這些沖擊的力量其中一部份會由輪胎吸收,但絕大部分是依靠輪胎與車身間的懸架裝置來吸收的。
懸架作用
懸架作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭,并且緩沖由不平路面傳給車架或車身的沖擊力,并衰減由此引起的震動,以保證汽車能平順地行駛。
懸架結構
典型的懸架結構由彈性元件、導向機構以及減震器等組成,個別結構則還有緩沖塊、橫向穩定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式,而現代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧,高檔豪華大客車則使用空氣彈簧。
懸架種類
汽車懸架又可分為非獨立懸架和獨立懸架。非獨立懸架的結構特點是兩側車輪由一根整體式車橋相連,車輪連同車橋一起通過彈性懸架與車架(或車身)連接。當一側車輪因道路不平而發生跳動時,必然引起另一側車輪在汽車橫向平面內發生擺動,故稱為非獨立懸架。獨立懸架的結構特點是車橋做成斷開的,每一側的車輪可以單獨的通過彈性懸架與車架(或車身)連接,兩側車輪可以單獨跳動,互不影響,故稱為獨立懸架。
懸架是汽車中的一個重要總成,它把車架與車輪彈性地聯系起來,關系到汽車的多種使用性能。從外表上看,轎車懸架是一個較難達到完美要求的汽車總成,這是因為懸架既要滿足汽車的舒適性要求,又要滿足其操縱穩定性的要求,而懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧組成,但千萬不要以為它很簡單,相反方面又是互相對立的。比如,為了取得良好的舒適性,需要大大緩沖汽車的震動,這樣彈簧就要設計得軟些,但彈簧軟了卻容易使汽車發生剎車"點頭"、加速"抬頭"以及左右側傾嚴重的不良傾向,不利于汽車的轉向,容易導致汽車操縱不穩定等。
展開 汽車懸架結構設計
從轎車上來講,彈性元件多指螺旋彈簧,它只承受垂直載荷,緩和及抑制不平路面對車體的沖擊,具有占用空間小,質量小,無需潤滑的優點,但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用。減振器指液力減振器,是為了加速衰減車身的振動,它是懸架機構中最精密和復雜的機械件。傳力裝置是指車架的上下擺臂等叉形剛架、轉向節等元件,用來傳遞縱向力,側向力及力矩,并保證車輪相對于車架(或車身)有確定的相對運動規律。
汽車懸架的形式分為非獨立懸架和獨立懸架兩種:非獨立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端,當一邊車輪跳動時,影響另一側車輪也作相應的跳動,使整個車身振動或傾斜,汽車的平穩性和舒適性較差,但由于構造較簡單,承載力大,目前仍有部分轎車的后懸架采用這種型式。
獨立懸架的車軸分成兩段,每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架(或車身)下面,當一邊車輪發生跳動時,另一邊車輪不受波及,汽車的平穩性和舒適性好。但這種懸架構造較復雜,承載力小?,F代轎車前后懸架大都采用了獨立懸架,并已成為一種發展趨勢。
獨立懸架的結構分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種,其中燭式和麥克弗遜式形狀相似,兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起,但因結構不同又有重大區別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動的懸架形式,形狀似燭形而得名。特點是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動而變化,有利于汽車的操縱性和穩定性。麥克弗遜式是絞結式滑柱與下橫臂組成的懸架形式,減振器可兼做轉向主銷,轉向節可以繞著它轉動。特點是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化,這點與燭式懸架正好相反。這種懸架構造簡單,布置緊湊,前輪定位變化小,具有良好的行駛穩定性。所以,目前轎車使用最多的獨立懸架是麥弗遜式懸架。
展開 彈簧基本知識匯總
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一:彈簧的分類
01 螺旋彈簧;碟形彈簧;開槽碟形彈簧;環形彈簧;片彈簧;線彈簧;渦卷彈簧;扭桿彈簧;空氣彈簧;橡膠彈簧。
二:螺旋彈簧的類別
01 拉伸彈簧;壓縮彈簧;扭轉彈簧。
02 冷卷;熱卷
03 端圈并緊磨平
三:橡膠彈簧(橡膠支座)
01 在拉壓應變15%的變形范圍內,可以假設為線彈性:
02 在剪切應變100%的變形范圍內。可以假設為線彈性:
03 彈性模量和切變模量之間的關系:
04 切變模量和硬度之間的關系:
05 工程項目中,壓縮情況下,實際彈性模量(表觀彈性模量)與切變模量的關系和橡膠的幾何形狀有關:
06 工程項目中,拉伸情況下,實際彈性模量(表觀彈性模量):
07 工程項目中,剪切情況下。實際切變模量(表觀切變模量)與切變模量的關系和橡膠的幾何形狀有關:
08 由于橡膠是粘彈性材料,動荷載下,粘性會起作用,表現出來的動剛度會偏大,動靜荷載下剛度之比:
09 不同形狀的橡膠彈簧的拉壓剛度,剪切剛度,扭轉剛度都是相關近似計算公式,讀者可以查詢相關資料。
展開 碳纖維復合材料用于鐵道車輛轉向架
川崎重工業向日本四國旅客鐵道公司(以下稱JR四國)交付了4臺采用碳纖維增強樹脂基復合材料(CFRP)彈簧的鐵道車輛轉向架“efWING”。
JR四國將在已有的兩節編組的121系近郊型直流電車上,為兩節車廂各配備2臺該轉向架,并對車輛實施更新,將在2016年6月以后作為7200系近郊型直流電車在予贊線(高松~伊予西條)和土贊線(多度津~琴平)上投入運營。
新型轉向架將部分框架的材料從鋼換成了CFRP。
此外,原來的轉向架利用與鋼制側梁分離獨立的螺旋彈簧發揮懸掛作用,而新轉向架則將側梁與螺旋彈簧的功能整合到了弓形CFRP彈簧中。
這樣可大幅輕減轉向架的重量,降低能源成本。
efWING轉向架
另外,CFRP彈簧還可使整個轉向架產生撓曲效應,使各個車輪施加給鐵軌的力保持穩定,從而提高乘坐舒適性。
efWING
在曲線及線路不正的鐵軌上行駛時,可抑制車輪向鐵軌傳遞的垂向負荷減少的“輪重減載”現象,因此還具有不易脫軌的效果。
JR四國于2016年2~4月在予贊線上使用該轉向架實施了行駛試驗,試驗證實,行駛安全性和乘坐舒適性均得到改善。
均衡負載試驗性能
安全性
來源:日經技術,川崎重工,碳纖維資訊
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