Испытание цилиндрической витой пружины

П ри действии внешней нагрузки в пружине возникают касательные напряжения от деформации кручения и сдвига и нормальные напряжения от деформации изгиба и растяжения. Доминирующими напряжениями в витке будут касательные, так как угол подъема витка пружин рессорного подвешивания относительно мал. Поэтому при расчете пружин на прочность обычно определяют только касательные напряжения, а нормальными от деформации изгиба и растяжения пренебрегают.

Параметры пружины

hсв- высота пружины в свободном состоянии, мм;

d - диаметр прутка пружины, мм;

D - средний диаметр пружины, мм;

m - индекс пружины;

G - модуль сдвига, Н/м²;

n – полное количество витков;

n_р-количество рабочих витков.

Рисунок 12 – цилиндрическая пружина.

Теоретически жесткость пружины определяется по следующей зависимости:

(9),

где G – модуль сдвига материала пружины равен 80*10⁹Н/м²

Практически жесткость упругого элемента –численно равна силе, вызывающей прогиб, равный 1. (10),

где где P – внешняя сила, действующая на рессору, Н; f- прогиб рессоры, м.

Цель работы

Экспериментальное подтверждение зависимости прогиба от действующей нагрузки, экспериментальное определение жесткости пружины.

Порядок выполнения работы

Производится измерение геометрических параметров пружин. На описанном ранее стенде ступенчато нагружают пружину, затем разгружают до 0, при этом регистрируют нагрузки и прогиб под действием этой нагрузки на каждой ступени.

Данные заносятся в таблицу, аналогичную таблице 2 и строится силовая зависимость, аналогичная рисунку 13.

Таблица 2 - Оформление результатов измерений.

№ п/п	Нагружение			n		Разгружение
	Сила, кН	Прогиб, мм	Сила, кН			Прогиб, мм
1			n-1
2			n-2
3			n-3
…..			….
n			1

Рисунок 13 – Силовая характеристика пружины

Содержание отчета

Тема лабораторной работы, дата проведения, цель работы, схема пружины, результаты замеров, полученных расчетным и экспериментальным путем (выполняется в табличной форме), графическая зависимость. Производится сравнение результатов теоретического и экспериментального расчета, по формуле 8 определяется погрешность результата. На основании анализа делаются выводы.

Лабораторная работа №5

Испытание листовой рессоры

В настоящее время в рессорном подвешивании современных вагонов в качестве упругих элементов в основном используются цилиндрические пружины. Но в отличие от листовых рессор, пружина не обладает достаточными силами неупругого , сопротивления, и для обеспечения этих сил в рессорное подвешивание необходимо включать демпфирующие элементы (гасители колебаний).

Листовая рессора Галахова используется в тележках, эксплуатирующихся в рефрижераторных вагонах. Общая конструкция листовой рессоры приведена на рисунке 14.

Рисунок 14– Конструкция и основные параметры листовой рессоры.

1, 5 – Наконечники; 2 – Болты (заклепки); 3 - Выступ для ограничения поперечного сдвига половин рессоры; 4 - Вырез для ограничения поперечного сдвига половин рессоры;

А – длина рессоры; Б- длина хорды рессоры; В – стрела прогиба;

Г – высота рессоры.

h-толщина листа; b- ширина листа

Основными геометрическими параметрами листовой рессоры являются жесткость и коэффициент относительного трения.

(11),

где E – модуль упругости материала листов.