コイルばね

コイルばねはmotorsport内のばねの 理由のためになぜそしてコイルばねのより多くの情報は私達の記事”コイルばね”から点検することを確かめ。

バネレートを計算するには、主に二つの方法があります。 一つは、春を見て測定することに基づいて計算することです。 他は実用的な測定によってあります。 実用的な測定は正しい装置によって遂行されたとき最も正確な形態である。 両方の方法を以下に示します。

計算ルート

下の図は、ばね率を計算するために必要な以下の重要なパラメータと一緒にコイルばねを示しています。p>

重要なパラメータは次のとおりです:

• L=アンロードばねの自由長さ（m）
• G=材料の剛性のせん断弾性率
• d=ワイヤ直径（m）
• D=平均直径（m）
• N=アクティブコイルの数（アクティブコイルスイープ一つの完全な円）

ここで、

• 自由長さは、ばねの上面から底部までの距離である。負荷がそれにない場合のばねの表面。
• 剛性のせん断弾性率は、ばねが作られる材料の種類に基づいています。 値は以下の表に記載されています。 あなたが見つける必要があるのは、あなたの春がどのような材料から作られているかです。 不明な場合は、最も一般的な資料が表で太字で強調表示されています。

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 最も正確にバーニアキャリパーで測定されるコイル金属の厚さ
• 平均直径は、図に示されており、コイルばねの中心間の距離である。 この数に達する最も簡単な方法は、以下の式
  • Mean Diameter=Total Spring Diameter–Wire Diameter
• アクティブコイルの数は、ばねの種類に正確な数を適用する方法の業界ではまだ不 下の図は、コイルばねがその端部にある4つの一般的なスタイルを示しています。

• • クローズドエンド
  • クローズドとグランドエンド
  • プレーンエンドグラウンド
  • プレーンエンド

今の業界標準端または閉鎖したおよび地面の端に2つのコイルが”活動的なコイルの数”変数のためのコイルの総量を離れて取られなければならないことを意味

しかし、端が平らなばねは不活性コイルを持たないと考えられているので、すべてのコイルは”アクティブコイルの数”パラメータにカウントされます。

最後に、プレーンな端が接地されたばねは、各端部に半分の不活性コイルを有すると考えられ、”アクティブコイルの数”パラメータに対して合計1コイルが除去されることを意味する。

アクティブコイルパラメータの数は、計算されたバネレートに大きな影響を与える可能性があるため、スプリングがどのように終了するかを理解す

式

あなたの測定が完了したら、以下に示す式でコイルスプリングの剛性を計算する時間です。/p>

したがって、

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だからの例の数字を使用して：

• G=79.3GPa
• d=10.3mm
• N=6
• D=68.5mm

実用的な方法

あなたには、いくつかの負荷試験装置へのアクセス権を持っている場合は、実用的な方法は、あなたのバネレートを計算するための最 以下に示すTinnius-Olsenのような機械は、この試験に理想的な装置です。 あなたが1つまたは類似のものにアクセスできる場合は、マシンにスプリングを挿入し、10mm圧縮します。 この時点で圧縮するために必要な力を記録します。 それから各ポイントで必要な力を記録する10mmの段階のばねを圧縮して下さい。 ばねがテストの終わりの方に過度に重点を置かれるようになり始めればばねを傷つけることができるので圧縮し続けないで下さい。

以下の例と同様の形式ですべての結果を使用して、すべてのミリメートルの測定値をメートルに変換します。 次に、それぞれの場合に移動した距離によって必要な力を分割します。 これに対するすべての答えが似ている場合、あなたは一定の速度の春を持っています。 これで、すべての回答を加算し、結果の数で除算して、バネレートである平均読書を得ることができます。

答えが顕著な量だけ徐々に小さくなったり大きくなったりすると、進歩的な速度の春があります。 これが当てはまる場合は、結果のグラフをプロットすることをお勧めします。n excelは、圧縮のmmに対してバネレートを追跡します。 これはあなたのばねに前荷を加えるとき知っているべき非常に重要な情報である。 また、車輪の上に座っているときに車がどれくらい下がるかを知っていれば、将来の参考のために乗車高さでスプリングの静的バネレートを計算でき

リーフスプリング

リーフスプリングのバネレートの計算は、コイルスプリングよりもはるかに複雑です。 これは板ばねにのような適用できる変数の数が原因です;中心等を離れて適用される葉の厚さ、幅および先を細くすること、端の抑制の変化または負荷。 従って板ばねの剛さを測定する最も正確な方法は事実上ある。 しかし、近い答えのために、あなたはまた、いくつかの近似を行う必要がある計算ルートを使用することができます。

計算ルート

自動車用途には、主に二つのタイプのリーフスプリングがあります。 それらは”単一の葉の放物線”および”薄板にされた板ばね”である。 後者は現代のアプリケーションでより一般的です。 下の画像は、さまざまなタイプを表示します。

単葉放物線

積層板ばね

二つの方程式が板ばねに適用されます。 一つは、最大荷重が材料に過度の応力を与えないようにするための曲げ応力式です。 他はばねの剛さである。 これは、さらなる計算に重要な数字です。 単一の葉の放物線ばねの方程式は次のとおりです。

そして：

ここで、:

• L=最も長い板ばねの全長の半分(m)
• F=シャーシへの各取り付け点に加えられる力(通常は車軸点に加えられる負荷の半分)(m)
• b=中心点における板ばねの幅(m)
• t=車軸に取り付けられる中心点における板ばねの垂直深さ(M)
• E=材料のヤング弾性率(Pa)(下の表を参照)
• x=ばね変位垂直方向（m）

積層板ばねの式はわずかに異なり、次のとおりです。

そして、

:

ここで、

:

• L=最長のリーフスプリングの全体の長さの半分（m）
• F=シャーシに各取り付けポイントに適用される力（通常は車軸ポイントに適用される負荷の半分）（m）
• b=中心点でのリーフスプリング幅（m）
• n=積み重ねられた葉の数
• n’=スプリング端部に直接葉の数
• t=中心点でのリーフスプリングの垂直深さそれは車軸（m）に取付けます
• e=材料（pa）のためのyoungsの係数（次テーブルを見て下さい）
• x=ばねの変位縦に（m）

youngsの係数のテーブルのための 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

あなたの板ばねの剛さを測定するより正確なルートは正しい負荷適用装置があればそれらを事実上テストすることです。 負荷をテストするためには車軸形態をばねを切り、ばねの下で直接から動かす必要がある。 次に、負荷は力のニュートンで加えられる負荷の量を測定する装置を使用して加える必要があります。 板ばねは記録されるばねを動かすために必要な力の10mmの増分のステップで逸らされる必要があります。 各ステップについて、力を変位で除算して、以下の式を使用してバネレートを与えることができます。 数値が大きな変動を持っているし、次の式が使用されている後に毎回増加する場合は、春はプログレッシブレートを持っており、グラフは、これは式を使用するよりも正確になりますように、変位の各点に存在しているかの速度を示すためにexcelでプロットする必要があります。

ここで、

ここで、

:

• F=Force applied(N)
• x=変位量(m)

メトリックをインペリアルに変換する方法

ポンドとインチの点でバネレートを持つ場合は、以下の変換式を使用して、メートルあたりのニュートンをインチあたりのポンドに変更することができます。同様に、インチあたりのポンドをメートルあたりのニュートンに変換したい場合は、以下の例で示すインチあたりのポンドの値を入力し、メートルあたりのニュートンの答えを生成します。

複数のスプリングのスプリングレートを追加する方法

複数のスプリングが入ってくる二つの構成があります。 一つは直列のばねであり、一つは並列のばねである。 車の前部軸線を見れば車の前部で機能する自身のばねとして各車輪が並んで働く2つのばねの合計を作るので車はばねを並行して持っていると これはそれらを平行にします。

直列のばね

ばねを直列に考えることができるときのいくつかの例を以下に示します。

二つ以上のスプリングが互いに上に置かれている場合、結合されたバネレートは常に最も柔らかいバネの これは、より柔らかいばね（N）にさらに多くのコイルを効果的に追加して、全体的なばね率を低下させるためです。 以下の式を使用してばねの総ばね率を直列に計算する前に、個々のばねのばね率を最初に知る必要があります。 2つのばねが直列に使用されている場合は、以下の式を使用できます:

Where:

• K total=Combined spring rate
• K1=bottom spring rate
• K2=Top spring rate

二つ以上のスプリングが直列になっている場合、次のスプリングアップはすべてのスプリングの式に追加され続けることができます。お互いの式は以下のようになります：

並列のばね

並列のばねもいくつかの方法で達成することができます。 以下の画像は、ばねを並列に考えることができるときのいくつかの例を示しています。

スプリングは、常に負荷を共有するときに並列であると言われています。 平行ばねの合成率はばね率が単に一緒に加えられるのでシリーズのばねより計算し大いに易い。 以下の式は、平行ばねの全体的な有効ばね率を計算するために使用することができます。

など。

来週パート2のリリース前にも、アンチロールバーのバネレートを計算する方法については、”アンチロールバーを調整し、調整する方法”をお読みください。P>