Таблица для расчёта жёсткости пружин и лифта задней подвески

[kap1972]

Никак. Т.к. никаких данных по ним нет впомине. Только опытным путем.

Обидно,не нашёл в продаже Плазу оранжевую,а Трофи пока побаиваюсь ставить,ни нашёл ещё отзывов о них. Изменено 8 сентября, 2014 пользователем kap1972

[кот426]

Да всё путём, я сам далеко не ас. Я рад, что хоть ближе к ночи мы приходим к какому-то консенсусу. Часть своих наездов забираю назад.

 

Там выше, я немного не так написал. Не предел текучести, а предел пропорциональности материала, и рабочий ход ограничиваемый этим пределом, где происходит линейная деформация. Потом происходит нелинейная деформация при достижении предела текучести, потом разрушение при достижении предела прочности.

 

С пунктом №2 из сообщения №23 согласен, с пунктом №1 пока не совсем.

[neon416]

Про п.1, я раньше тоже пребывал в заблуждении, что термообработка/нюансы состава металла и т.п. влияют на жесткость. Но потом поумнел, трудами одного одноклубника.

[кот426]

Подумаем, обязательно подумаем. А пока спать, мозгам нужен отдых.

Изменено 8 сентября, 2014 пользователем кот426

[fiksa56]

А пошёл простым путём,купил АИР-ЛИФТ 1000 надо выше -жосче ,дунул воздуха,мягче спустил-и не надо забивать мозг -текучестью,линейной деформацией и прочей гадостью,где вы такие слова повыучили,наверное в каком-нибудь окб ОРБИТА.

[кот426]

Неону (и всем, кому интересен наш спор: прочесть до конца, главное, не спеша)

 

Перечитал твои последние сообщения в теме на свежую голову. У тебя верные мысли, я с ними согласен, но ты неверно использовал термин «модуль сдвига». Твоё первое сообщение, которое вызвало у меня возмущение, про то, что модуль сдвига влияет на рабочий ход пружины и не влияет на жёсткость. Это утверждение верно с точностью до наоборот. С модулем сдвига и жёсткостью мы уже разобрались. Но при этом модуль сдвига не влияет на рабочий ход. Давай разбираться, что влияет на рабочий ход пружины (т.е. на максимальную рабочую деформацию пружины).

 

Ты, вообще, затронул интересный вопрос, который будет интересен всем. Только разобравшись в этом можно правильно подобрать геометрию пружин, и понять, почему одни пружины проседают, а другие нет (имея при этом сходную геометрию). Будем использовать твой пример про пружину из супер-бупер пружинной стали и пружину из ржавых гвоздей при одинаковой их геометрии. Мне этот пример понравился, он очень показательный.

 

Итак, модуль сдвига (модуль упругости при сдвиге, модуль упругости II рода) – физическая величина, характеризующая упругие свойства материала и его способность сопротивляться сдвигающим деформациям, т.е. сопротивляться изменению формы при сохранении объёма. С точки зрения физического смысла модуль сдвига – это отношение касательного напряжения к сдвиговой деформации. Формулу и её описание можно посмотреть в Википедии. Переводя это понятие на бытовой уровень, модуль сдвига это своего рода коэффициент «пружинистости» (мой термин) материала (при деформации на сдвиг, например, при кручении).

 

Теперь, ты говоришь: «модуль сдвига влияет на рабочий ход пружины…», и добавляешь позже: «пружина из супер стали и пружина из гвоздя имеют одинаковую жёсткость, но сильно разный рабочий ход». Улавливаешь? – А с чего это они имеют сильно разный рабочий ход, если «модуль сдвига влияет на рабочий ход пружины», а «пружина из супер стали и пружина из гвоздя имеют одинаковую жёсткость», соответственно одинаковый модуль сдвига? Короче, мысли у тебя верные, понимание есть, но ты слишком быстр в выражении своих мыслей, поэтому иногда путаешь понятия.

 

С тезисом: «при одинаковой геометрии пружина из супер стали и пружина из гвоздя имеют одинаковую жёсткость, но сильно разный рабочий ход» я полностью согласен при условии, что почти одинаковую (у них будут немного разные модули сдвига 78500 Мпа у пружинной стали и около 80000 Мпа – у гвоздя) = одинаковую и одинаковая жёсткость = одинаковый модуль сдвига (в данном случае). Но я не согласен с тем, что «модуль сдвига влияет на рабочий ход пружины» и с той мыслью, что качество пружинной стали (добавки, технология обработки и т.д.) определяется только модулем сдвига (это читается у тебя между строк, возможно, я притягиваю это за уши). И я объясню почему.

 

Если бы модуль сдвига влиял на рабочий ход, то он был бы одинаков у пружины из суперстали и пружины из гвоздя, т.к. модуль сдвига у них почти одинаковый. Но при этом рабочий ход у них действительно разный, в этом ты прав. Значит, на рабочий ход влияет, не модуль сдвига, не «коэффициент пружинистости» (как я его обозвал), а что-то ещё. Что? Нам не хватает другого понятия – понятия предела пропорциональности. В сопромате есть три предела (я о них писал выше): предел пропорциональности, до достижения которого происходит линейная деформация материала (читай: рабочий ход пружины); предел текучести, при достижении которого происходит нелинейная деформация материала и предел прочности, при достижении которого материал разрушается. Все 3 предела это определённые уровни на одной шкале, шкале напряжений (механических) материала.

 

Так вот парадокс: «коэффициент пружинистости» (модуль сдвига) у пружинной стали и у гвоздя примерно одинаков, а «пружинистость» (рабочий ход) – разная. Как так? Очень просто до предела пропорциональности гвоздя эти пружины будут работать абсолютно одинаково, т.е. там где у пружины из гвоздя рабочий ход. После этого предела гвоздь начнёт «течь», а пружинная сталь продолжит «пружинить» (линейно деформироваться). Но никакого парадокса нет, это просто разные понятия.

 

Таким образом, на «пружинистость» (рабочий ход) влияет не модуль сдвига, а предел пропорциональности, то есть уровень напряжений (механических), при котором не остаётся остаточных деформаций, то есть деформируемый объект принимает прежнюю форму. Вот этот-то предел конкретно разный у гвоздя и пружинной стали, именно этим пределом и отличается хорошая пружинная сталь (с правильным составом и технологией обработки) от того «УГ» из которого делают дешёвые пружины. Таким образом, качественная пружинная сталь это сталь с большим пределом пропорциональности. Сразу скажу, я против покупки дорогих, окрашенных в жёлтый цвет, пружин, там больше маркетинга, чем качества стали, а платить за жёлтый цвет и марку это конец здравому смыслу (это моё личное мнение).

 

Выводы:

1) Модуль сдвига и предел текучести – разные понятия;

2) Модуль сдвига влияет на жёсткость пружины, предел текучести на её рабочий ход;

3) На рабочий ход пружины влияет не только геометрия, но и предел текучести;

4) Качество пружинной стали определяется не модулем сдвига, а пределом текучести.

[fiksa56]

:facepalm: :facepalm: :facepalm:

[neon416]

Выводы:

1) Модуль сдвига и предел текучести – разные понятия;

2) Модуль сдвига влияет на жёсткость пружины, предел текучести на её рабочий ход;

3) На рабочий ход пружины влияет не только геометрия, но и предел текучести;

4) Качество пружинной стали определяется не модулем сдвига, а пределом текучести.

Все верно. Спорить не с чем.

 

За это, я уже вроде извинился.

Правильно читать так "Модуль сдвига влияет на жесткость, а не рабочий ход пружины."

Описался, редко, но бывает. Посыпал голову пеплом. В понимании процессов с тобой расхождения нет, да и не может быть. Физика одна на всех.

 

:facepalm: :facepalm: :facepalm:

- это баллоны внутрь пружин)))

Мало того, что конструкция будет козлячей даже с ресивером, проходимость ухудшится из-за худшей артикуляции, надежность резиновых гандонов надутых внутри пружин в условиях грязи, песка и палок меня сииильно смущает.

[кот426]

Все верно. Спорить не с чем.

За это, я уже вроде извинился.

Правильно читать так "Модуль сдвига влияет на жесткость, а не рабочий ход пружины."

Описался, редко, но бывает. Посыпал голову пеплом. В понимании процессов с тобой расхождения нет, да и не может быть. Физика одна на всех.

 

МИР .gif' alt='::'>

То, в чём ты сам себя поправил, я отлично помню (у меня хорошая память). Мне это нужно было для логики моих рассуждений, а не для того, чтобы лишний раз тебя упрекнуть . Из песни, как говорится, слов не выкинешь.

[кот426]

Поправлю сам себя, в сообщении выше (№31), в выводах,

 

Выводы:

1) Модуль сдвига и предел текучести – разные понятия;

2) Модуль сдвига влияет на жёсткость пружины, предел текучести на её рабочий ход;

3) На рабочий ход пружины влияет не только геометрия, но и предел текучести;

4) Качество пружинной стали определяется не модулем сдвига, а пределом текучести.

 

вместо предела текучести читать предел пропорциональности (во всех 4 пунктах).

Что-то путаю я их постоянно .

Изменено 11 сентября, 2014 пользователем кот426

[кот426]

В сообщениях выше понятия пределов были раскрыты сжато и не совсем точно. Поэтому, чтобы окончательно закрыть этот вопрос, рассмотрим понятия этих пределов на примере диаграммы растяжения образца из малоуглеродистой стали. Диаграммы на скручивание (сдвиг) или сжатие образца будут похожими.

 

 

Данная диаграмма показывает зависимость удлинения образца от продольной растягивающей силы.

F - продольная растягивающая сила, [Н];

Δl - абсолютное удлинение рабочей части образца, [мм].

 

Как видно из рисунка, диаграмма имеет четыре характерных участка:

I (ОА) – участок пропорциональности;

II (АВ) – участок текучести;

III (BD) – участок самоупрочнения;

IV (DE) – участок разрушения.

 

Рассмотрим подробнее данный график.

В самом начале испытания на растяжение, растягивающая сила F, а следовательно, и деформация Δl стержня равны нулю, поэтому диаграмма начинается из точки пересечения соответствующих осей (точка О).

 

Предел пропорциональности (т.А)

Ограничивает участок (I) упругих деформаций на диаграмме. Здесь происходят только упругие деформации. На участке I до точки A диаграмма представляет собой прямую линию. Это говорит о том, что на данном отрезке диаграммы, деформации стержня Δl растут пропорционально увеличивающейся нагрузке F, что выражается законом Гука. Закон Гука учитывает только упругие деформации, поэтому справедлив только на этом участке.

 

Предел упругости (на диаграмме не обозначен)

Ограничивает участок, на котором появляющиеся пластические деформации находятся в пределах некоторой малой величины, нормированной техническими условиями (например, 0,001%; 0,01% и т. д.). За пределом упругости, вплоть до разрушения, полная деформация состоит из упругой и пластической составляющих.

 

Предел текучести (т.В)

Ограничивает участок диаграммы, на котором деформация увеличивается без значительного увеличения нагрузки (состояние текучести). После прохождения т. А на участке II диаграмма резко меняет свое направление и линия какое-то время идет практически параллельно оси Δl, то есть деформации стержня увеличиваются при практически одном и том же значении нагрузки. При этом по всему объему образца происходит частичный разрыв внутренних связей, что и приводит к значительным пластическим деформациям. Материал образца полностью не разрушается, но его начальные геометрические размеры претерпевают необратимые изменения.

 

Предел прочности (т.D)

После преодоления предела текучести материал снова начинает сопротивляться нагрузкам (участок III). При максимальном усилии F_макс (т.D) начинается полное разрушение внутренних связей материала. При этом пластические деформации концентрируются в одном месте, образуя в образце локальное утоньшение, так называемую шейку.

 

Разрушение материала (т.Е)

Вследствие утоньшения, и следовательно, уменьшения площади поперечного сечения образца, растягивающее усилие необходимое для его растяжения уменьшается, и кривая диаграммы "идет вниз" (участок IV). В точке E происходит разрыв образца. Разрывается образец конечно же в сечении, где была образована "шейка".

 

Применительно к пружинам, нас интересует только первый участок деформации материала, до предела пропорциональности. Если материал пружины при деформациях выходит за этот предел, пружина садится. И это уже необратимый процесс, так как в дело помимо упругих вступают пластичные деформации.

[кот426]

Вернёмся к расчёту пружин.

 

Предлагаю вашему вниманию методику расчёта пружин изложенную в ГОСТ 13765-86. Данная методика позволяет, задавшись исходными величинами полностью рассчитать геометрию и силовые характеристики пружины. Исходными величинами являются: силы F ₁(сила пружины при предварительной деформации) и F ₂ (сила пружины при рабочей деформации), рабочий ход h, наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке v _max, выносливость N _F и наружный диаметр пружины D ₁ (предварительный).

Ознакомиться с методикой расчёта можно в самом ГОСТе: https://yadi.sk/i/c57FwJxRbRu47 или по ссылке: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4769 .

 

Может, кто-то решит рассчитать пружины с нуля под свои нужды и заказать их изготовление в какой-нибудь конторе .

Ну, а если серьёзно, в данной методике представлены практически все формулы касательно геометрических и силовых характеристик пружины. Можно пользоваться.

[кот426]

Наконец, вернёмся к сугубо практическим вопросам.

 

Завершил все необходимые замеры для расчёта подрессоренной массы задней оси своего РП.

 

Условия:

1) автомобиль полностью стоковый (никакого обвеса, ГБО и прочих наворотов нет; пружины и стойки заводские; запаска стандартная);

2) авто пустой (багажник абсолютно пуст; инструмент, домкрат и т.д. выложены);

3) в баке 3-5 л. до сигнализирования индикаторной лампы (+ ещё литров 7), т.е. почти пусто;

4) авто выставлен ровно как в продольной оси, так в поперечной (не очень существенный пункт, небольшие отклонения допустимы);

5) разница размеров между центром колеса (землёй) и крылом (перед-зад): 2 см;

6) задние амортизаторы откручены с нижних креплений (чисто масляные можно не откручивать).

 

Результаты измерений:

1) начальная длина пружины (выкладывал выше http://korandovod.ru...45): 400мм ( ! измерена только правая, предположим, что левая такая же);

2) остальные геометрические характеристики пружины по той же ссылке;

3) длина пружин в сжатом состоянии: левая - 258мм, правая - 256мм ( ! при снятых с нижних креплений амортизаторах);

 

Если амортизаторы прикрутить обратно, то длины сжатых пружин будут такими: левая - 262мм, правая - 260мм. Видно, что штатные б/у амортизаторы дают прирост лифта - 4мм. Перемножаем данный прирост на жёсткость штатной пружины: 4мм * 2,73кг/мм = 10,92кг. Получаем, что газовый подпор штатных амортов давит с силой в 11кг, и если их не открутить, то получим погрешность в вычислении подрессоренной массы задней оси в 22кг (в минус). Это на штатных, которые вполне легко сжимаются руками, а сколько может быть на тех, которые всем своим весом бывает довольно тяжело сжать.

 

Расчёт подрессоренной массы задней оси:

Вносим все полученные результаты измерений в таблицу для расчёта подрессоренной массы (находится на 2 странице таблицы, которую я выкладывал для скачивания).

 

 

Получаем: 780кг подрессоренной массы, приходящейся на заднюю ось. При условии почти пустого бака и стандартной запаски. Так что у кого на Муссо (РП) нестандартная запаска и топлива в баке половина и более могут вполне использовать цифру, внесённую в таблицу для расчёта пружин по умолчанию - 800кг. Здесь я ничего нового не открыл, значение подрессоренной массы приводил neon, опираясь на развесовку своего РП. Но для Тагера, Корандо таких цифр ещё никто не приводил. Так что любой, при желании, воспользовавшись данной методикой может сделать данные замеры-расчёты.

 

Результаты ваших измерений, прошу выкладывать в этой теме.

[кот426]

Парни, есть вопрос.

 

Оказывается, есть два типа заводских пружин (разные маркировки), которые ставились на РП.

 

Такая.

1) Маркировка: 2 красных пятна (*Н А16).

Геометрия: L₀ = 400mm; d = 13.4mm (с краской); D₁ = 142mm (с краской); n= 7.2 витка

Подробности (+ фотоотчёт) в этом сообщении: http://korandovod.ru/forum/index.php?showtopic=24245entry611365

 

И вот такая.

2) Маркировка: 1 красное пятно, 1 жёлтое.

Геометрия: L₀ = 450mm; d = 13.4mm (с краской); D₁ = 140mm - ?; n= 7.2 витка

Подробности (+ фото) в этой теме: http://korandovod.ru/forum/index.php?showtopic=24303

 

Получается пружина №2 отличается от пружины №1 только длиной (на 50мм) за счёт увеличенного шага, так как количество витков такое же.

Возможно это пружины от пикапа (МТ8), но автор темы (ссылка выше) пишет, что они стояли на его РП (МТ1) с завода.

 

Вопрос: Встречались ли ещё кому-то такие пружины на РП (МТ1, АТ3)? Или на заводе что-то напутали и это пружины от пикапа РП (МТ8)?

 

PS. Уточнения нужны для таблицы.

[Aleksks]

кот426 и neon416 , они нашли друг друга!!!

 

ннда... физики ядерщики...

аж читать интересно, некоторые слова и термины что то не припомню

эээх... школа...

 

За проделанные опотные расчеты! 5+++++ .gif' alt='::'>

[captainandy]

Посмотрел в гараже - родные пружины были с красным и желтым пятном. АТ3, 2008 г.

[muZy]

Народ, если кому интересно заваял программулинку для моделирования поведения подрессоренной массы в динамике. https://cloud.mail.ru/public/353c2c1500ff/spring.rar