9弹性元件(13秋bk).ppt

尺寸设计 s 膜片的中心位移、p 膜片承受的压力、 R 膜片工作半径、h 膜片厚度、 E 材料的弹性模量、μ 材料的泊松比（金属μ=0.3 ） 特性 1. 平膜片 输入 输出 线性 小位移 特性 输入 输出 非线性 k1、k2 为系数 2. 波纹膜片 s 膜片的中心位移、p 膜片承受的压力、 R 膜片工作半径、h 膜片厚度、 E 材料的弹性模量、 a、b为系数 3. E型膜片（波纹膜片之一） 特性 相对灵敏度 线性 输入 输出 s 膜片的中心位移、p 膜片承受的压力、 R 膜片工作半径、h 膜片厚度、 E 材料的弹性模量、μ 材料的泊松比、k1、k2 为系数 E型膜片的尺寸： 4.橡胶膜片 形成: 特点: 材料: 应用: 设计: 橡胶或纤维织物上涂橡胶 灵敏度高，耐腐蚀，工艺简单，成本低，弹性模量温度系数大，长时间工作老化，遇某些有机介质溶涨变形 天然橡胶，合成橡胶 和弹簧组合 承受均布压力-----根据一般平膜片计算公式设计 中间有纤维织物或形状复杂-----根据厂家给出的数据 或实测结果设计 3. 物理及工程意义 4. 计算公式： 平膜片： 波纹膜片： 2.有效面积 R 膜片外工作半径、R0 刚性中心圆盘半径 线性工作范围 膜片的集中力和有效面积 1.集中力 例题（例15-3） 一个膜盒组由三个直径等于53mm的E型膜盒组成，当压力由1600Pa增加到97200Pa时，如要求的总位移为6.8mm，求膜片应有的厚度h，工作时的非线性度及承载的安全系数。膜片的材料为铍青铜。 E型膜盒的相对灵敏度曲线 材料：铍青铜 E型膜片非线性度曲线及其破坏区 例题（习题15-5） 例题（习题15-6） 15-6 如图15-36所示E型膜片，其中心位移s和它所承受的压力p之间的关系式为 式中 当设计膜片时，如取D/h=100，试求其相对灵敏度s/Dp。 结构形式 一端开口 一端封闭 两端开口 多层 一.概况 波纹管的设计与计算 具有环形波纹的圆柱薄壁管 形成 类型 基本 尺寸 基本几何参数 JB/T6169-2006 基本 尺寸 材料 奥氏体不锈钢、锡青铜、铍青铜、黄铜 二、工作原理： 伸长或缩短 弯曲 横向力作用下： 压力和轴向力作用下： 三. 特性分析 3. 位移 1. 刚度 单波刚度 波纹数 2. 力 有效面积 隔离两种介质 气动调节阀 遥控板仪表 四、特点及应用： 滞后误差大，刚度小 波纹管联轴器 尺寸系列化：表15-10 选用 五. 波纹管设计 例题（习题15-7） 图示为波纹管和弹簧组合机构，其中弹簧的参数为：外径 D2=10mm，钢丝直径 d=1mm，工作圈数n=8 ，材料的剪切弹 性模量G=8×104 MPa，波纹管材料为黄铜，波纹数n1=10， 单波刚度K1=34.32N/mm，有效面积A=1.65cm2 ，试求： 当压力由0.02MPa升至0.1MPa，波纹管端部的位移S。 压簧 磨平 各圈之间有间隙 （变形需要） 最大载荷下 （保持弹性） 磨平方式 扭簧 各圈压紧 有杆或挂钩 1. 特性分析 特性 特性曲线 3.设计约束条件 Smin Smax S F F S 拉簧特性曲线和受力情况 H0----未受力时的自由状态 长度，或有预紧力时 F＜ F0的长度 Fmin----最小载荷，Smin H1 Fmax----最大载荷，Smax H2 Fj----极限载荷， Hj h----工作行程， h= Smax - Smin F0≤ 0.3 Fmax Fmin=(0.3~0.8) Fmax Fmax ≤ 0.8 Fj 安装 载荷 有预紧力 无预紧力 S F Smax Smin 压簧特性曲线和受力情况 H0----未受力时的自由状态 长度，或有预紧力时 F＜ F0的长度 Fmin----最小载荷，Smin H1 Fmax----最大载荷，Smax H2 Fj----极限载荷， Hj h----工作行程， h= Smax - Smin F0≤ 0.3 Fmax Fmin=(0.3~0.8) Fmax Fmax ≤ 0.8 Fj 安装载荷 2. 强度计算 （1）应力分析 扭矩 剪力 合成 （2）强度条件 表15-3 3. 刚度条件 4. 压缩弹簧稳定性分析 初始高度 中径 细长比： ＞许用值 两端固定的弹簧：取b5.3 一端固定弹簧，另一端自由转动：取b3.7 两端自由