东莞拉力弹簧厂家找鑫海，与您一起分享压缩弹簧受载时的应力及变形

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东莞拉力弹簧厂家找鑫海，与您一起分享压缩弹簧受载时的应力及变形：

          圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧受载时的应力及变形

　　圆柱螺旋弹簧受压或受拉时，弹簧丝的受力情况是完全一样的。现就下图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析>所示的圆形截面弹簧丝的压缩弹簧承受轴向载荷P的情况进行分析。

　　由图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析a>(图中弹簧下部断去，末示出)可知，由于弹簧丝具有升角α，故在通过弹簧轴线 的截面上，弹簧丝的截面A-A呈椭圆形，该截面上作用着力F及扭矩。因而在弹簧 丝的法向截面B-B上则作用有横向力Fcosα、轴向力Fsinα、弯矩M=Tsinα及扭矩Tˊ= Tcosα。 由于弹簧的螺旋升角一般取为α=5°～9°，故sinα≈0；cosα≈1(下图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析b>)，则截面B-B上的应力(下图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析c>)可近似地取为

　　式中C=D₂/d 称为旋绕比(或弹簧指数)。为了使弹簧本身较为稳定，不致颤动和过软，C值不能太大；但为避免卷绕时弹簧丝受到强烈弯曲，C值又不应太小。C值的范围为4～16(表<常用旋绕比C值>), 常用值为5～8。

圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析

常用旋绕比C值

　　为了简化计算，通常在上式中取1+2C≈2C(因为当C=4～16时，2C>>l，实质上即为略去了 τ_p)，由于弹簧丝升角和曲率的影响，弹簧丝截面中的应力分布将如图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析>c中的粗实线所示。由图可知，最大应力产生在弹簧丝截面内侧的m点。实践证明，弹簧的破坏也大多由这点开始。为了考虑弹簧丝的升角和曲率对弹簧丝中应力的影响，现引进一个补偿系数K(或称曲度系数)，则弹簧丝内侧的最大应力及强度条件可表示为

　　式中补偿系数K，对于圆截面弹簧丝可按下式计算：　　　　　　　　　　　　

　　圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧受载后的轴向变形量λ可根据材料力学关于圆柱螺旋弹簧变形量的公式求得:　　　　　　　　　　　

　　式中：n—弹簧的有效圈数；
　　　　　G—弹簧材料的切变模量，见前一节表<弹簧常用材料及其许用应力>。如以P_max代替P则
　　　　　　 最大轴向变形量为：

　　　　1) 对于压缩弹簧和无预应力的拉伸弹簧： 　　　　　　　　

　　　　2）对于有预应力的拉伸弹簧： 　　　　　　　　　

　　拉伸弹簧的初拉力(或初应力)取决于材料、弹簧丝直径、弹簧旋绕比和加工方法。

　　用不需淬火的弹簧钢丝制成的拉伸弹簧，均有一定的初拉力。如不需要初拉力时，各圈间应 有间隙。经淬火的弹簧，没有初拉力。当选取初拉力时，推荐初应力τ₀'值在下图的阴影区内选取。

初拉力按下式计算： 　　　　　　　　 　　使弹簧产生单位变形所需的载荷kp称为弹簧刚度，即

弹簧初应力的选择范围

　　弹簧刚度是表征弹簧性能的主要参数之一。它表示使弹簧产生单位变形时所需的力，刚度愈大，需要的力愈大，则弹簧的弹力就愈大。但影响弹簧刚度的因素很多，由于k_p与C的三次方成反比，即C值对k_p的影响很大。所以，合理地选择C值就能控制弹簧的弹力。 另外，k_p还和G、d、n有关。在调整弹簧刚度时，应综合考虑这些因素的影响。

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