kierrejouset

kierrejouset ovat yleisin jousituksen sovellus moottoriurheilussa. Syystä miksi ja lisätietoja kierrejouset varmista, että tarkistat artikkeli ”kierrejouset”.

kevätnopeuden laskemiseen on kaksi päätapaa. Yksi niistä tehdään kevään katseluun ja mittaamiseen perustuvilla laskelmilla. Toinen on käytännön mittauksella. Käytännön mittaus on tarkin muoto, kun se tehdään oikeilla laitteilla. Molemmat tavat on esitetty alla.

Laskentareitti

alla olevassa kaaviossa on kierrejousi sekä seuraavat tärkeät parametrit, joita jousinopeuden laskemiseen tarvitaan.

tärkeät parametrit ovat:

• l = kuormittamattoman jousen Vapaa pituus (m)
• g = Materiaalin jäykkyyden Leikkausmoduuli
• D = langan halkaisija (m)
• D = keskimääräinen halkaisija (m)
• n = aktiivisten kelojen lukumäärä (aktiivinen kela pyyhkäisee yhden täyden ympyrän)

missä:

• Vapaa pituus on etäisyys jousen yläpinnasta alapinta keväällä, kun ei ole kuormaa sitä.
• jäykkyyden Leikkausmoduuli perustuu siihen, millaisesta materiaalista jousi on valmistettu. Arvo löytyy alla olevasta taulukosta. Sinun tarvitsee vain selvittää, mistä materiaalista jousesi on tehty. Jos olet epävarma, yleisin materiaali on lihavoitu taulukossa.

Material	Shear Modulus of Rigidity (G)
ANSI 1095 Spring Steel	79,300,000,000 Pa
Cold Rolled Steel	75,000,000,000 Pa
Stainless Steel	77,200,000,000 Pa

• Wire diameter is kaaviossa on esitetty kelametallin paksuus, joka on tarkimmin mitattu vernier-keloilla
• keskimääräinen halkaisija, ja se on kierrejousen keskipisteiden välinen etäisyys. Helpoin tapa päästä tähän lukuun on alla olevalla yhtälöllä
  • Mean halkaisija = Kokonaisjousen halkaisija-langan halkaisija
• aktiivikelojen lukumäärällä on vielä teollisuudessa epävarmuutta siitä, miten tarkkaa lukua sovelletaan jousityypille. Alla olevassa kaaviossa on 4 yleistä tyyliä, jotka kierrejousella on päissä.

• • suljetut päät
  • umpinaiset päät
  • Tasankopäät

alan standardi tähän asti on, että jousi, jossa on suljetut päät tai suljetut ja maadoitetut päät, on yksi inaktiivinen kela kummassakin päässä, mikä tarkoittaa, että kaksi kelaa on otettava pois kelojen kokonaismäärästä ”aktiivisten kelojen lukumäärä” – parametria varten.

kuitenkin jousilla, joiden päät ovat sileät, ei katsota olevan inaktiivisia keloja, joten jokainen yksittäinen kela laskee kohti ”aktiivisten kelojen määrää” – parametria.

lopuksi jousilla, joiden päissä on tasaiset päät, katsotaan olevan puoli inaktiivista kelaa kummassakin päässä, mikä tarkoittaa, että ”aktiivisten kelojen lukumäärää” koskevaa parametria varten poistetaan yhteensä 1 kela.

on erittäin tärkeää ymmärtää, miten jousi on valmis, sillä aktiivisten kelojen määrällä voi olla suuri vaikutus laskettuun jousivauhtiin.

yhtälö

kun mittasi ovat valmiit, on aika laskea kierrejousen jäykkyys alla olevalla yhtälöllä.

siksi:

näin käyttäen esimerkkilukuja:

• G = 79,3 GPa
• d = 10,3 mm
• n = 6
• d = 68,5 mm

käytännön menetelmä

Jos sinulla on käytössäsi joitakin kuormitustestauslaitteita, niin käytännön menetelmä on tarkin vaihtoehto jousitusnopeuden laskemiseksi. Kone, kuten Tinnius-Olsen alla on ihanteellinen laite tähän testiin. Jos sinulla on pääsy yhteen tai johonkin vastaavaan, aseta jousesi koneeseen ja pakkaa se 10mm: llä. Tallenna puristamiseen tarvittava voima tässä vaiheessa. Sitten pakkaa keväällä vaiheittain 10mm, tallennus tarvittava voima kussakin pisteessä. Jos jousi alkaa testin loppupuolella stressaantua liikaa, älä jatka puristamista, koska se voi vahingoittaa jousta.

kun kaikki tuloksesi ovat samanlaisessa muodossa kuin alla olevassa esimerkissä, muuta kaikki millimetrilukemasi metreiksi. Jaa sitten tarvittava voima kussakin tapauksessa siirretyn etäisyyden mukaan. Jos kaikki vastaukset tähän näyttävät samanlaisilta, niin sinulla on tasatahtinen kevät. Voit nyt laskea yhteen kaikki vastaukset ja jakaa sen tulosten määrällä saadaksesi keskimääräisen lukeman, joka on kevätlukusi.

Jos vastaukset pienenevät asteittain tai suurenevat huomattavalla määrällä, on vuorossa asteittainen kurssijousi. Jos näin on sinulle, se olisi parasta piirtää kuvaajan tuloksia n excel jäljitys kevät korko vastaan mm puristus. Tämä on erittäin tärkeää tietää, kun käytät esijännitystä jouseesi. Jos tiedät myös, kuinka paljon autosi laskee, kun se istuu pyörilleen, voit laskea jousesi staattisen jousituksen nopeuden ajonkorkeudessa tulevaa käyttöä varten.

Lehtijouset

Lehtijousen jousituksen laskeminen on paljon monimutkaisempaa kuin kierrejousen. Tämä johtuu muuttujien määrästä, joita voidaan soveltaa lehtijousiin, kuten; lehtien paksuus, leveys ja kartio, päätyrajoitusvaihtelut tai kuorman kohdistaminen pois keskeltä jne. Siksi tarkin tapa mitata Lehtijousen jäykkyyttä on käytännössä. Tarkempaan vastaukseen voi kuitenkin käyttää myös laskentareittiä, jossa on tehtävä joitakin likiarvoja.

Laskureitillä

autosovelluksissa on kaksi päätyyppiä lehtijousia. Ne ovat” yksilehtinen parabolinen ”ja”laminoitu lehtijousi”. Jälkimmäinen on yleisempää nykyaikaisissa sovelluksissa. Alla olevat kuvat näyttävät eri tyypit.

yksilehtinen paraabeli

laminoitu lehtijousi

lehtijousille pätee kaksi yhtälöä. Yksi on taivutusjännityskaava sen varmistamiseksi, että suurin kuormitus ei rasita materiaalia liikaa. Toinen on kevään jäykkyys. Tämä luku on tärkeä lisälaskelmien kannalta. Yksilehtisen paraabelijousen yhtälöt ovat:

ja:

missä:

• L = puolet pisimmän Lehtijousen kokonaispituudesta (m)
• F = alustaan kussakin kiinnityskohdassa kohdistuva voima (yleensä puolet akselipisteeseen kohdistuvasta kuormituksesta) (m)
• b = Lehtijousen leveys keskipisteessä (m)
• t = Lehtijousen Pystysyvyys keskipisteessä, jossa se kiinnittyy akseliin (M)
• e = Youngs modulus materiaalille (Pa) (katso alla oleva taulukko)
• X = Jousisiirtymä pystysuunnassa (m)

laminoidun Lehtijousen yhtälöt vaihtelevat hieman ja ovat:

ja:

missä:

• L = puolet pisimmän Lehtijousen kokonaispituudesta (m)
• F = runkoon kussakin kiinnityskohdassa kohdistuva voima (yleensä puolet akselipisteeseen kohdistuvasta kuormituksesta) (m)
• b = Lehtijousen leveys keskipisteessä (m)
• n = pinottujen lehtien lukumäärä
• n’ = lehtien lukumäärä suoraan jousen päissä
• t = Lehtijousen Pystysyvyys keskipisteessä, jossa se kiinnittyy akseliin (m)
• e = Youngs Modulus materiaalille (pa) (katso taulukko alla)
• X = jousisiirtymä pystysuunnassa (m)

Youngs modulustaulukko Common Materials

Material	Youngs Modulus (E)
ANSI 1095 Spring Steel	207,000,000,000 Pa
Cold Rolled Steel	186,000,000,000 Pa
Mild Steel	210,000,000,000 Pa

The Practical Route

tarkempi tapa mitata lehtijousien jäykkyyttä on testata niitä käytännössä, jos käytössä on oikeat kuormituslaitteet. Kuorman testaamiseksi sinun täytyy irrottaa akseli jousen muodosta ja siirtää se pois suoraan jousen alapuolelta. Seuraavaksi kuormitus on kohdistettava laitteella, joka mittaa kohdistettavan kuorman määrän voiman Newtoneina. Lehtijousea on käännettävä 10 mm: n välein sillä voimalla, joka tarvitaan tallennettavan jousen liikuttamiseen. Kunkin vaiheen voima voidaan jakaa Siirtymä antaa jousi nopeus käyttäen alla yhtälö. Jos numerot on suuri vaihtelu ja kasvaa joka kerta sen jälkeen, kun alla yhtälö on käytetty sitten keväällä on progressiivinen korko ja kuvaaja olisi piirretty excel näyttää, mitä korko on läsnä kussakin pisteen Siirtymä, koska tämä on tarkempi kuin käyttämällä yhtälö.

missä:

• F = Force applied (n)
• X = uppouman määrä (m)

Miten muuntaa metriikka Imperialiksi

Jos haluat mieluummin jousiprosentit puntina ja tuumina, voit käyttää alla olevaa muunnosyhtälöä muuttaaksesi tulokseksi newtonit metriä kohti paunoiksi tuumalla.

samoin jos haluat muuntaa puntia tuumalta newtoneiksi per metri niin syötä puntia tuumalta arvo, jossa sanotaan esimerkki alla ja minä tuotan newtonit per metri vastauksen.

kuinka lisätä jousien nopeuksia Monijousille

on olemassa kaksi kokoonpanoa, joihin tulee useita jousia. Toinen on jousia sarjoina ja toinen jousia rinnakkain. Auton voidaan katsoa olevan Jouset rinnakkain, koska jos tarkastellaan Etuakselin auton jokainen pyörä omana jousena toimii edessä ajoneuvon tekee yhteensä kaksi jouset toimivat rinnakkain. Tämä tekee niistä rinnakkaisia.

Jouset sarjoissa

alla on esitetty muutamia esimerkkejä siitä, milloin jousta voidaan pitää sarjoissa.

kun kaksi jousta tai useampia laitetaan päällekkäin, yhteenlaskettu jousivauhti jää aina pehmeimmän jousen vauhtia pienemmäksi. Tämä johtuu siitä, että olet tehokkaasti lisännyt vielä enemmän keloja pehmeämpään jouseen (N), joka vähentää jousen kokonaisnopeutta. Kunkin yksittäisen jousen jousitusnopeus on ensin tiedettävä, ennen kuin alla olevaa yhtälöä voidaan käyttää laskemaan jousitusten kokonaisjousitusnopeus sarjoissa. Jos sarjoissa käytetään kahta jousta, voidaan käyttää alla olevaa yhtälöä:

missä:

• k total = yhdistetty jousennopeus
• K1 = alajousennopeus
• K2 = Ylijousennopeus

Jos useampi kuin kaksi jousta on sarjassa, voidaan yhtälöön lisätä seuraava jousi ylöspäin; esimerkiksi 4 jousta päällekkäin päällekkäin yhtälö olisi seuraava:

Jouset rinnakkain

Jouset rinnakkain voidaan saavuttaa myös muutamalla tavalla. Alla olevissa kuvissa on muutamia esimerkkejä siitä, milloin jousia voidaan tarkastella rinnakkain.

jousien sanotaan olevan rinnakkain, kun ne jakavat aina kuorman. Yhdensuuntaisten jousien yhdistelmänopeus on paljon helpompi laskea kuin sarjojen jousien, koska jousien nopeudet lasketaan yksinkertaisesti yhteen. Oheisella yhtälöllä voidaan laskea rinnakkaisten jousien efektiivinen kokonaisjousitus:

ja niin edelleen.

ennen osan 2 ensi viikolla ilmestyvää julkaisua lue myös ”miten säätää ja virittää Vastatangot” saadaksesi tietoa siitä, miten lasketaan vastatangon jousitaajuudet.