弹簧工作原理：特性曲线与刚度

弹簧工作原理：特性曲线与刚度

1 弹簧特性曲线

1、定义：表征弹簧载荷F、T与其变形l之间关系的曲线，称为弹簧特性线。

2、载荷与变形：对于受压或受拉的弹簧，载荷指压力或拉力，变形是指弹簧压缩量或伸长量；对于受扭转的弹簧，载荷是指扭矩，变形是指扭角。

3、常见类型：按照结构型式不同，常见的弹簧特性曲线有如图所示的四种：

弹簧的特性曲线应绘制在弹簧的工作图上，作为检验与试验的依据之一。同时还可在设计弹簧时，利用特性曲线进行载荷与变形关系的分析。

2 弹簧刚度

1、定义：

弹簧刚度是指使弹簧产生单位变形的载荷，用C和CT分别表示拉（压）弹簧的刚度与扭转弹簧的刚度，其表达式如下：
对于拉压弹簧

对于扭转弹簧

其中：F --- 弹簧轴向拉（压）力；
λ --- 弹簧轴向伸长量或压缩量；
T --- 扭转弹簧的扭矩；
ø --- 扭转弹簧的扭转角。

2、弹簧刚度与弹簧特性的关系

图a）所示的直线型弹簧，其刚度为一常数。这种弹簧的特性曲线越陡，弹簧刚度相应愈大，即弹簧愈硬；反之则愈软。

图b）所示的弹簧特性曲线为刚度渐增型，即弹簧随变形量的增大其刚度越大，且在最大或冲击载荷作用时，仍具有较好的缓冲减振性能，故多使用弹簧特性曲线具有该型曲线的走向。

图c）所示弹簧特性曲线为刚度渐减型，即弹簧刚度随变形的增大而越小。为了在冲击动能一定时，获得较小冲击力，则应使用具有刚度渐减型特性曲线的弹簧为宜。