【精品】空气弹簧刚度计算

1． 空气弹簧刚度计算

2． 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 ＝1kgf/cm 2

采用1b 、in 时，a p ＝14。223 lb/in 2(psi)

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。

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:

a 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：0

2a 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

2a 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。