鋼板彈簧材料力學(xué)分析@第六組

1、鋼板彈簧的材料力學(xué)分鋼板彈簧的材料力學(xué)分析析組員：洪華應(yīng)、李俊穎、梁廣基，莫智斌，陳威虒在生活中有沒有遇見過？鋼板彈簧： 由多片不等長(zhǎng)和不等曲率的鋼板疊合而成。安裝好后兩端自然向上彎曲。當(dāng)路面對(duì)輪子的沖擊力傳來時(shí)，鋼板產(chǎn)生變形，起到緩沖、減振的作用，縱向布置時(shí)還具有導(dǎo)向傳力的作用。非獨(dú)立懸掛大多采用鋼板彈簧做彈性元件，可省去導(dǎo)向裝置和減振器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。可見鋼板彈簧是以彎曲曲為主要變形的構(gòu)件。思考？1、能在設(shè)計(jì)鋼板彈簧時(shí)用一個(gè)鋼塊取代多片鋼片嗎？2、為何鋼板彈簧是由上至下不等長(zhǎng)的薄鋼板疊加而成？多塊鋼片的優(yōu)點(diǎn) 1、由多片曲率半徑不同（鋼板片愈長(zhǎng)則曲率愈小），這 樣每塊鋼板之間就有空間使鋼片產(chǎn)生彈

2、性變形。 2、抗彎強(qiáng)度分析（鋼板彈簧需要較大的允許變形量） 將鋼板彈簧簡(jiǎn)化為一根簡(jiǎn)支梁，并計(jì)算其抗彎剛度。 再計(jì)算與這根梁截面高度不同，長(zhǎng)寬都相等的厚長(zhǎng)直梁，分析它的抗彎剛度。zEI可以見得，鋼塊的抗彎強(qiáng)度是鋼片的倍！抗彎能力弱，而且在鋼塊的上部受壓應(yīng)力，下部受拉應(yīng)力，容易扭裂！為何鋼板彈簧是由上至下不等長(zhǎng)的薄鋼板疊加而成？ 進(jìn)行材料力學(xué)分析，做出剪力圖和彎矩圖如下： 根據(jù)材料力學(xué)內(nèi)力和應(yīng)力分析知 ,危險(xiǎn)截面在中間 ,彎矩由中點(diǎn)最大向兩支座處逐漸減小,到支座處彎曲內(nèi)力等于零。做成等截面梁,中間滿足強(qiáng)度要求,近 兩端部分的材料就得不到充分利用 ,也就是浪費(fèi)了！所以把這個(gè)鋼板彈簧設(shè)計(jì)成以下這樣子：

3、 汽車鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)形式是材料力學(xué)中典型的等強(qiáng)度梁的例子。鋼板彈簧可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁,中間受集中力作用。可見鋼板彈簧是以彎曲曲為主要變形的構(gòu)件。根據(jù)材料力學(xué)內(nèi)力和應(yīng)力分析知 ,危險(xiǎn)截面在中間 ,彎矩由中點(diǎn)最大向兩支座處逐漸減小,到支座處彎曲內(nèi)力等于零。做成等截面梁,中間滿足強(qiáng)度要求,近 兩端部分的材料就得不到充分利用 ,也就是浪費(fèi)了。因此,在保證強(qiáng)度要求的同時(shí),改變截面尺寸,使 其越向兩端截面越小,有這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的梁 , 材料力學(xué)稱等強(qiáng)度梁。所以,鋼板彈簧就是等強(qiáng)度梁結(jié)構(gòu)。當(dāng)然 ,把它稱為鋼板彈簧 , 還是因?yàn)樗哂刑岣邚椥?, 使車架減小因振動(dòng)而引起的沖擊作用 。總結(jié)與反思 鋼板彈簧的設(shè)計(jì)分析是一個(gè)較復(fù)雜的過程，要用到許多還沒學(xué)到材料力學(xué)知識(shí)！我們只是針對(duì)兩個(gè)簡(jiǎn)單問題，利用已經(jīng)學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行分析應(yīng)用。 所謂學(xué)以致用，莫過如此，在以后的學(xué)習(xí)工作中也是要學(xué)用結(jié)合。 意