arcuri elicoidale

arcuri elicoidale sunt cele mai frecvente aplicarea de primăvară în motorsport. Din motive de ce și mai multe informații despre arcurile elicoidale asigurați-vă că consultați articolul nostru „arcuri elicoidale”.

există două modalități principale de a calcula rata de primăvară. Una este prin calcule bazate pe privirea și măsurarea arcului. Cealaltă este prin măsurare practică. Măsurarea practică este cea mai precisă formă atunci când este efectuată cu echipamentul corect. Ambele moduri sunt prezentate mai jos.

traseul de calcul

diagrama de mai jos prezintă un arc elicoidal împreună cu următorii parametri importanți care sunt necesari pentru a calcula viteza arcului.

parametrii importanți sunt:

• L = lungimea liberă a arcului descărcat (m)
• G = modulul de forfecare a rigidității materialului
• d = diametrul firului (m)
• D = diametrul mediu (m)
• N = Numărul de bobine active (o bobină activă mătură un cerc complet)

unde:

• lungimea liberă este Distanța de la fața superioară a arcului până la fața de jos a arcului atunci când nici o sarcină este pe ea.
• modulul de forfecare a rigidității se bazează pe tipul de material din care este fabricat arcul. Valoarea poate fi găsită în tabelul de mai jos. Tot ce trebuie să aflați este din ce material este fabricat arcul dvs. Dacă nu sunteți sigur, cel mai comun material este evidențiat cu caractere aldine în tabel.

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 grosimea metalului bobinei care este măsurată cel mai precis cu etrierele vernier
• diametrul mediu este prezentată în diagramă și este distanța dintre centrele arcului elicoidal. Cel mai simplu mod de a ajunge la acest număr este cu ecuația de mai jos
  • diametrul mediu = diametrul total al arcului – diametrul firului
• Numărul de bobine active are încă incertitudine în industria modului de aplicare a unui număr precis pentru un tip de arc. Diagrama de mai jos prezintă 4 stiluri comune pe care un arc elicoidal le are la capete.

• • capete închise
  • capete închise și la sol
  • capete Plain la sol
  • capete Plain

standardul industriei de acum este un arc cu capete închise sau capete închise și împământate are o bobină inactivă la fiecare capăt, ceea ce înseamnă că două bobine trebuie scoase din cantitatea totală de bobine pentru parametrul „număr de bobine active”.

cu toate acestea, arcurile cu capete simple sunt considerate a nu avea bobine inactive, astfel încât fiecare bobină contează pentru parametrul „număr de bobine active”.

în cele din urmă, arcurile cu capete simple sunt considerate a avea o jumătate de bobină inactivă la fiecare capăt, ceea ce înseamnă că un total de 1 bobină este îndepărtat pentru parametrul „număr de bobine active”.

este foarte important să înțelegeți cum sunt terminate arcurile dvs., deoarece parametrul numărul de bobine active poate avea o influență mare asupra ratei calculate a arcului.

ecuația

cu măsurătorile finalizate, Este timpul să calculați rigiditatea arcului elicoidal cu ecuația prezentată mai jos.

prin urmare:

deci, folosind cifrele exemplu de:

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

metoda practică

dacă aveți acces la unele echipamente de testare a sarcinii, atunci metoda practică este cea mai precisă opțiune pentru a calcula rata de primăvară. O mașină precum Tinnius-Olsen prezentată mai jos este echipamentul ideal pentru acest test. Dacă aveți acces la unul sau ceva similar, introduceți arcul pe mașină și comprimați-l cu 10 mm. Înregistrați forța necesară pentru a o comprima în acest moment. Apoi comprimați arcul în etape de 10 mm, înregistrând forța necesară în fiecare punct. Dacă arcul începe să devină supra-stresat spre sfârșitul testului, atunci nu continuați să comprimați, deoarece ar putea deteriora arcul.

cu toate rezultatele dvs. într-un format similar cu exemplul de mai jos, convertiți toate citirile milimetrice în metri. Apoi împărțiți forța cerută de distanța deplasată în fiecare caz. Dacă toate răspunsurile la acest aspect similar, atunci aveți o rată constantă de primăvară. Acum Puteți adăuga toate răspunsurile și împărțiți-l la numărul de rezultate pentru a obține citirea medie, care este rata dvs. de primăvară.

dacă răspunsurile devin progresiv mai mici sau mai mari cu o sumă vizibilă, atunci aveți o rată progresivă de primăvară. Dacă acesta este cazul pentru dvs., ar fi mai bine să trasați un grafic al rezultatelor dvs. Acestea vor fi informații foarte importante de știut atunci când aplicați preîncărcarea arcului. De asemenea, dacă știți cât de mult scade mașina dvs. atunci când este așezată pe roțile sale, puteți calcula rata statică a arcurilor dvs. la înălțimea călătoriei pentru referințe viitoare.

arcuri lamelare

calcularea vitezei arcului pentru un arc lamelar este mult mai complexă decât pentru un arc elicoidal. Acest lucru se datorează numărului de variabile care se pot aplica arcurilor de frunze, cum ar fi; grosimea frunzei, lățimea și conicitatea, variațiile de constrângere finală sau sarcina aplicată în afara centrului etc. Prin urmare, cel mai precis mod de a măsura rigiditatea arcului frunzelor este practic. Cu toate acestea, pentru un răspuns apropiat, puteți utiliza și ruta de calcul în care trebuie făcute unele aproximări.

traseul de calcul

există două tipuri principale de arcuri lamelare în cadrul aplicațiilor auto. Ele sunt „parabolice cu o singură frunză”și” arc de frunze laminate”. Acesta din urmă este mai frecvent în aplicațiile moderne. Imaginile de mai jos afișează diferitele tipuri.

Parabolic cu o singură frunză

Arc de frunze laminat

se aplică două ecuații pentru arcurile de frunze. Una este formula de stres de îndoire pentru a se asigura că sarcina maximă nu va suprasolicita Materialul. Cealaltă este rigiditatea arcului. Aceasta este cifra care este importantă pentru calcule ulterioare. Ecuațiile pentru un arc Parabolic cu o singură frunză sunt:

și:

unde:

• L = jumătate din lungimea totală a arcului lamelar cel mai lung (m)
• F = forța aplicată la fiecare punct de montare pe șasiu (de obicei jumătate din sarcina aplicată la punctul axului) (m)
• b = lățimea arcului lamelar în punctul central (m)
• t = adâncimea verticală a arcului lamelar în punctul central în care se montează pe axă (m)
• E = modulul Youngs pentru material (Pa) (a se vedea tabelul de mai jos)
• x = deplasarea arcului vertical (m)

ecuațiile pentru un arc de frunze laminate variază ușor și sunt:

și:

unde:

• L = jumătate din lungimea totală a arcului lamelar cel mai lung (m)
• F = forța aplicată la fiecare punct de montare pe șasiu (de obicei jumătate din sarcina aplicată la punctul de osie) (m)
• b = lățimea arcului lamelar la punctul central (m)
• n = numărul de frunze stivuite
• n’ = numărul de frunze direct la capetele arcului
• t = adâncimea verticală a arcului lamelar la punctul central unde se montează pe ax (m)
• E = modulul Youngs pentru material (pa) (vezi tabelul de mai jos)
• x = deplasarea arcului vertical (m)

tabelul modulului Youngs pentru 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

traseul mai precis pentru a măsura rigiditatea arcurilor dvs. de frunze este de a le testa practic dacă aveți echipamentul corect de aplicare a sarcinii. Pentru a testa sarcina, trebuie să deconectați axul din arc și să îl îndepărtați direct de sub arc. Apoi, o sarcină trebuie aplicată folosind un dispozitiv care va măsura cantitatea de sarcină aplicată în newtoni de forță. Arcul de frunze trebuie să fie deviat în trepte de trepte de 10 mm cu forța necesară pentru a muta arcul înregistrat. Pentru fiecare pas, forța poate fi împărțită la deplasare pentru a da viteza arcului folosind ecuația de mai jos. Dacă numerele au o variație mare și cresc de fiecare dată după ce ecuația de mai jos a fost utilizată, atunci arcul are o rată progresivă și un grafic ar trebui reprezentat grafic în excel pentru a arăta ce rată este prezentă la fiecare punct de deplasare, deoarece aceasta va fi mai precisă decât utilizarea unei ecuații.

unde:

• F = forța aplicată (N)
• x = cantitatea de deplasare (m)

Cum de a converti Metric la Imperial

dacă ar avea mai degrabă ratele de primăvară în termeni de lire sterline și inci, atunci puteți utiliza ecuația de conversie de mai jos pentru a schimba forma rezultat newtoni pe metru în lire sterline pe inch.

De asemenea, dacă doriți să convertiți lire sterline pe inch în newtoni pe metru, atunci introduceți valoarea de lire sterline pe inch unde scrie exemplul de mai jos și voi produce răspunsul newtoni pe metru.

cum se adaugă ratele de primăvară pentru mai multe arcuri

există două configurații în care apar mai multe arcuri. Unul este arcuri în serie și unul este arcuri în paralel. O mașină poate fi considerată a avea arcuri în paralel, deoarece dacă te uiți la axa din față a unei mașini, fiecare roată ca propriul arc care acționează pe partea din față a vehiculului, făcând un total de două arcuri care lucrează una lângă alta. Acest lucru le face paralele.

arcuri în serie

câteva exemple sunt prezentate mai jos de când un arc poate fi considerat în serie.

când două sau mai multe arcuri sunt puse una peste alta, rata combinată a arcului devine întotdeauna mai mică decât cea a celui mai moale arc. Acest lucru se datorează faptului că ați adăugat în mod eficient și mai multe bobine la arcul mai moale (N), ceea ce reduce rata generală a arcului. Rata arcului pentru fiecare arc individual trebuie mai întâi cunoscută înainte ca ecuația de mai jos să poată fi utilizată pentru a calcula rata totală a arcului arcurilor în serie. Dacă două arcuri sunt utilizate în serie, atunci ecuația de mai jos poate fi utilizată:

unde:

• K total = rata arcului combinat
• K1 = rata arcului inferior
• K2 = rata arcului superior

dacă mai mult de două arcuri sunt în serie, atunci arcul următor poate fi adăugat în ecuație pentru toate arcurile; de exemplu, în cazul a 4 arcuri stivuite una peste alta ecuația ar fi ca mai jos:

arcurile în paralel

arcurile în paralel pot fi realizate și în câteva moduri. Imaginile de mai jos prezintă câteva exemple de când arcurile pot fi luate în considerare în paralel.

se spune că arcurile sunt paralele atunci când împart întotdeauna o sarcină. Rata compozită a arcurilor paralele este mult mai ușor de calculat decât arcurile în serie, deoarece ratele arcului sunt pur și simplu adăugate împreună. Ecuația de mai jos poate fi utilizată pentru a calcula rata totală efectivă a arcului arcurilor paralele:

și așa mai departe.

înainte de lansarea părții 2 săptămâna viitoare, vă rugăm să citiți și „cum să reglați și să reglați barele anti-rulare” pentru informații despre cum să Calculați ratele de primăvară ale barei anti-rulare.