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【概要描述】螺旋彈簧和波形彈簧都屬于壓縮彈簧的范疇,這意味著當(dāng)彈簧軸向長度縮短(即彈簧受壓)時,其作用力會隨之增大。然而這兩種彈簧在承受載荷時的表現(xiàn)存在顯著差異,主要體現(xiàn)在材料內(nèi)部應(yīng)力的形成方式上——這種差異進(jìn)而會影響它們的工作負(fù)荷以及負(fù)荷-變形特性的線性程度。當(dāng)載荷作用于螺旋彈簧時,彈簧會同時承受軸向力和扭力,從而產(chǎn)生軸向剪切應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力。這種扭轉(zhuǎn)載荷會導(dǎo)致彈簧發(fā)生扭轉(zhuǎn),進(jìn)而產(chǎn)生非預(yù)期作用力并使配合部
【概要描述】螺旋彈簧和波形彈簧都屬于壓縮彈簧的范疇,這意味著當(dāng)彈簧軸向長度縮短(即彈簧受壓)時,其作用力會隨之增大。然而這兩種彈簧在承受載荷時的表現(xiàn)存在顯著差異,主要體現(xiàn)在材料內(nèi)部應(yīng)力的形成方式上——這種差異進(jìn)而會影響它們的工作負(fù)荷以及負(fù)荷-變形特性的線性程度。當(dāng)載荷作用于螺旋彈簧時,彈簧會同時承受軸向力和扭力,從而產(chǎn)生軸向剪切應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力。這種扭轉(zhuǎn)載荷會導(dǎo)致彈簧發(fā)生扭轉(zhuǎn),進(jìn)而產(chǎn)生非預(yù)期作用力并使配合部
螺旋彈簧和波形彈簧都屬于壓縮彈簧的范疇,這意味著當(dāng)彈簧軸向長度縮短(即彈簧受壓)時,其作用力會隨之增大。然而這兩種彈簧在承受載荷時的表現(xiàn)存在顯著差異,主要體現(xiàn)在材料內(nèi)部應(yīng)力的形成方式上——這種差異進(jìn)而會影響它們的工作負(fù)荷以及負(fù)荷-變形特性的線性程度。
當(dāng)載荷作用于螺旋彈簧時,彈簧會同時承受軸向力和扭力,從而產(chǎn)生軸向剪切應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力。這種扭轉(zhuǎn)載荷會導(dǎo)致彈簧發(fā)生扭轉(zhuǎn),進(jìn)而產(chǎn)生非預(yù)期作用力并使配合部件發(fā)生錯位。此外,當(dāng)彈簧試圖扭轉(zhuǎn)時,其端部與配合部件之間的摩擦?xí)?dǎo)致彈簧作用力不穩(wěn)定,偏離彈簧的載荷-撓度曲線。
當(dāng)受到載荷時,螺旋彈簧會同時承受軸向力和扭力。
碟形彈簧(綠色)、螺旋彈簧(藍(lán)色)和多圈波形彈簧(紅色)的載荷-撓度曲線示例。
注意觀察波形彈簧曲線具有明顯更長的線性區(qū)域。
波形彈簧與螺旋彈簧的主要區(qū)別在于其矩形截面。不同于采用圓形線材制造的螺旋彈簧,波形彈簧由扁平線材制成,并在彈簧的每一圈上添加波浪形結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計使得波形彈簧在承受載荷時會產(chǎn)生類似梁的彎曲變形。當(dāng)施加負(fù)載時,波形彈簧不會發(fā)生扭轉(zhuǎn),而是通過波浪結(jié)構(gòu)的"壓平"來提供向上的作用力,因此彈簧承受的所有載荷都沿著軸向方向分布。
由于扁平線材的橫截面比圓形線材更小,波形彈簧的自由高度(未受載時的高度)可以比具有相似彈簧剛度的螺旋彈簧顯著降低。
即便在不同工作高度下,波形彈簧仍能在嚴(yán)格公差范圍內(nèi)保持載荷穩(wěn)定,這使得它們更易于根據(jù)特定應(yīng)用需求進(jìn)行選型和安裝。值得注意的是,波形彈簧所需安裝空間也比螺旋彈簧更小。
盡管波形彈簧并非總能替代螺旋彈簧——例如在需要長行程或承受極高載荷的應(yīng)用場景中——但對于那些要求在特定變形量下提供精確作用力,或安裝空間在徑向與軸向上受限的場合,這種彈簧堪稱理想之選。