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用“刚度分配法”进行组合弹簧计算

  • 发布时间:2020-07-08

  • 编辑:弹簧设计

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用“刚度分配法”进行组合弹簧计算

  在铁路货车转向架中,大量采用由内外卷弹簧组成的并联承载弹赞组。由于货车载重大,随着运行速度的提高,希望所采用的弹簧组能有大的静挠度和尽可能紧凑的儿何尺寸,因此对弹簧计算提出了更高的要求。

  

  在一般情况下,按照设计的要求可以确定在空、重车下每组弹簧载荷P空和Pcr,同时为了符合性能要求也给出了弹资组在静载荷下应达到的挠度值fc-。在选定弹簧材质后,剪切弹性模量G和许用应力[t]也为已知。所有这些,都是进行弹簧计算的必要条件。此外,转向架结构也会对弹簧的外形尺寸有所限制。因此,与单卷弹簧计算相比,要复杂得多,往往要进行反复多次的计算和试凑,耗费精力和时间之多是人所共知的。为了简化计算,人们在实践中对组合弹簧的承载特点进行了分析,提出了各种各样的计算方法,如试凑法、车辆强度书上的先单卷后双卷计算法、等高试凑法、外簧与内簧载荷比例25:10的计算法等等。所有这些方法的共同特点都是解决内外簧的载荷分配比例,以力求所计算的弹簧组达到等变形、等强度的要求。然而,事物总是在发展的,在归纳上述各种方法的基础上,寻找一种更为实用和简便的计算方法,是有关同行共同关心的问题。“刚度分配法”则是笔者在这方面的一个尝试,以期“抛砖引玉”,有不当之处欢迎批评指正。

  

  本文将简要介绍“刚度分配法”的特点,它在货车转向架一级刚度弹簧组及二级刚度弹簧组计算中的应用。同时为了便于比较,在一级刚度弹簀组的算例中也把现有几种常用的计算方法的情况作了介绍。

  

  为了叙述方便,把在计算中常用的公式及有关参数列出如下。

  

  主要计算公式:

  

  刚度(见图)

  用“刚度分配法”进行组合弹簧计算

  弹簧组刚度K-Kj+K2(公斤/毫米),挠度fcr=R(毫米),压缩高Hc=(n+1.5)d(毫米),

  

  fmax = for(1+K:)(毫米), 自由高Ho-Hc+fmax+3(毫米), 载荷Pwax -Pcr(1+K。)(公斤), Pimax一P(1+K:)(公斤), Pamax=P2(1+K:)(公斤), Pcr-P+P2(公斤)。

  

  在计算中载荷常表示为:(见图)

  

  Pimax-Kfnmax(公斤), Psunax =K2fsmax(公斤),

  

  按强度要求 鬽x<[式中 K:—一弹簧动挠度裕量,对于有减振器的弹簧组,按车辆设计规范要求K:>0.7;为弹簧指数,考虑弹曲率的修正系数,国4c- 1标推荐按公式n=4c-40.615计算。

  

  对于并联承载的弹簧组,当f=f2时,则载荷比P1:P2=KfI:K2f2=K: K2。

  

  显然,载荷是按刚度分配的。那么选取多大的刚度比,即可使所计算的弹簧组在满足fc-的条件下做到等强度呢?(即tnmnx= TmaxS[t〕呢?)。这就是本文所要讨论的问题。

  

  引用文献《用“刚度分配法”进行组合弹簧计算》

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