空气弹簧刚度计算

空气弹簧刚度计算

1． 载荷与气压关系式：

)A p (p P a -= ----(1) 式中： P 载荷

p 气囊内绝对气压

A 气囊有效承压面积

a p 标准大气压，其值与运算单位有关： 采用N 、mm 时，a p ＝0.0981≈0.1N/mm 2 采用kgf 、cm 时，a p ＝1 kgf/cm 2

采用1b 、in 时，a p ＝14.223 lb/in 2(psi)

2． 气压与容积变化关系式―――气体状态方程式

m )V

V (p p 00= 式中： p 任一位置气囊内气体的绝对气压 V 任一位置气囊内气体容积 0p 静平衡位置气囊内气体的绝对气压 0V 静平衡位置气囊内气体容积

m 多变指数，静态即等温过程 m =1; 动态即绝热过程 m =1.4; 一般状态，可取 m =1.33。

3． 刚度：弹性特性为弱非线性，取其导数，即

dx

dP K = 式中： K 任一位置的刚度

P 载荷

x 气囊变形量即行程

即： dx

)A]p d[(p K a -= dx

)A]p V V d[(p a m m

00-= dx dV V V Amp dx dA )p V V (p 1m m 00a m m 00⋅--=+ ----(2)

当气囊处在平衡位置时，

V =0V ， p =0p , dx

dV =-A , 即： 020a 00V A mp dx dA )p (p K +-= ----(3)

在平衡位置时之偏频：

0a 000)V p (p mgA p dx dA A g 2π1n -+⋅=

(Hz) ----(4)

式中：dx

dA 称为有效面积变化率； g 重力加速度。 可见，降低dx

dA 、增大0V ，可降低0n ，提高平顺性。 P.S.有时采用相对气压p 1来运算更为方便:

p 1 =p -a p ----(5) 代入式(1)即P = p 1

A

或：0p = a 10p p +

代入式(3) 即：02a 10100V A )p m(p dx dA p K ++= ----(6) 0

10a 100V mgA p p p dx dA A g 2π1n ⋅++⋅= (Hz) ----(7) 又∵2

D 4πA = D 为有效直径，

∴

dx

dD 2πD dx dA ⋅= 代入式(6) 0

2

a 10100V A )p m(p dx dD 2πDp K ++⋅= ----(8) 式中： dx

dD 称为有效直径变化率。 dx dD 或dx

dA 由空气弹簧制造商提供数据或曲线， 对囊式空气弹簧，一般dx

dD =0.2--0.3， 对膜式空气弹簧，一般dx

dD =0--0.2， 甚至有dx dD =-0.1，取决于活塞形状。