De travail des exemples de configurations de faisceaux de ressort
Photo gracieuseté Gordon Ashton
par Russ Elliott
Une configuration commerciale commune de la poutre élastique étant utilisé en Locos modèle, les entraîneurs et les wagons est celui d'une poutre à deux appuis simples et où la charge se trouve entre les supports.
Le but de cette page est de fournir quelques exemples et travaillé calculs des débattements de printemps pour cette configuration.
Il y a lieu à la déflection de l'article de poutres pour la signification des symboles utilisés ici.
L'élargissement des équations pour les configurations de faisceau étant considéré
Centre de faisceau chargé, section ronde en acier à ressort
La formule de déviation pour une configuration de poutre élastique avec une charge centrale entre deux appuis simples est δ = FL 3 # 8725; 48EI. En supposant l'utilisation d'un fil à ressort de section ronde pour le faisceau, en substituant le moment de l'expression d'inertie I = nD 4 # 8725; 64 approprié pour une section transversale ronde, et F = mg (où m est la partie pertinente de la masse du véhicule ou loco empiétant sur un seul hornblock ou boîte d'essieu), la déformation ci-dessus devient:
Où l'acier ordinaire fil de corde de guitare d'un supposé module de Young (E) de 205 GPa est utilisé comme ressort, et son remplacement par des valeurs réelles pour g. E et π. la formule ci-dessus donne, pour la déviation δ. point d'appui portée longueur L et de diamètre de fil d en mm, et la masse m en g:
Centre de faisceau chargé, section rectangulaire ressort en acier inoxydable
En utilisant la même formule de déviation de la charge centrale δ = FL 3 # 8725; 48EI. et son remplacement par le moment de l'expression d'inertie I = bh 3 # 8725; 12 appropriée pour une section transversale rectangulaire, et F = mg (où m est la partie pertinente de la masse du véhicule ou loco incidente sur un seul hornblock ou boîte d'essieu), la déviation devient:
Une poutre à section carrée, où b = h. est donc plus forte (= plus rigide) qu'un fil de section ronde équivalente d'un facteur de 16 # 8725; 3π = 1,7, à savoir 70% plus forte.
Lorsque l'acier inoxydable d'un est utilisé supposé module de Young (E) de 200 GPa lorsque le ressort, et son remplacement par des valeurs réelles pour G et E. la formule ci-dessus donne, pour la déviation δ. point d'appui longueur de portée L et dimensions ressort B et H en mm et de masse m en g:
Fin-chargé faisceau fixé à hornblock, en acier à ressort de section ronde
En substituant le moment de l'expression d'inertie I = nD 4 # 8725; 64 approprié pour une section transversale ronde, et F « = m'g (où m » est la moitié de la masse m du véhicule ou loco empiétant sur l'ensemble hornblock), la déformation ci-dessus devient:
Cela peut être à nouveau exprimée en termes de L. la durée totale, et c. puisque z = (L - c) # 8725; 2. et m. la masse du véhicule ou incidente de locomotive dans l'ensemble hornblock:
Où l'acier ordinaire fil de corde de guitare d'un supposé module de Young (E) de 205 GPa est utilisé comme ressort, et son remplacement par des valeurs réelles pour g. E et π. la formule ci-dessus donne, pour la déviation δ. point d'appui portée longueur L et de diamètre de fil d en mm, et la masse m en g:
Hornblock interface avec faisceau unique en deux points, en acier à ressort de section ronde
et son remplacement par le moment d'inertie I pour une section transversale ronde:
Valeurs réelles pour la substitution g. E et π. en prenant l'exemple de corde de guitare en acier, et en prenant la force / masse que heurtant la hornblock dans son ensemble:
poutre chargée intermédiaire, de section ronde en acier à ressort
En utilisant les substitutions ci-dessus, cette expression devient, à son tour, pour cordes de guitare en acier rond:
Des exemples graphiques de flexions pour différentes masses et tailles de printemps
Les exemples suivants illustrent graphiques tracés pour des tailles de ressort communs de déviation contre la masse, selon diverses longueurs de portée de pivotement L.
Notez que m est la masse par roue. à-dire qu'elle est la moitié de la masse empiétant sur l'essieu concerné, et un quart de la masse d'un équilibre wagon 4 roues, etc. diamètres de ressort pour l'acier sont cités en unités impériales, comme cela est la façon dont les cordes de guitare sont vendus.
- bande d'acier inoxydable, de 0,10 mm à 0,13 mm d'épaisseur (h) x 0,5 mm de largeur (b)
- corde de guitare en acier
application gamme de masse: wagon
matériel de printemps: corde de guitare en acier
application gamme de masse: wagon
matériel de printemps: corde de guitare en acier
application gamme de masse: entraîneur
Configuration: charge centrale
- corde de guitare en acier, la charge de l'interface hornblock central en deux points en dehors de 1,5 mm, selon la photo de la locomotive de l'unité de suspension élastique de Gordon Ashton ci-dessus
application gamme de masse: loco
matériau de ressort: bande d'acier inoxydable, de 0,12 mm à 0,13 mm d'épaisseur (h) x 0.83mm de largeur (b)
application gamme de masse: wagon
matériel de printemps: corde de guitare en acier
application gamme de masse: wagon
Configuration: La barre de fin chargé, hornblock central fixé à la poutre
Période: L = 20 mm
Hornblock fixé au milieu du faisceau sur une longueur de 2 mm c =
matériel de printemps: corde de guitare en acier
application gamme de masse: wagon
- 24 mm envergure, poutre d'extrémité chargée, hornblock central fixé au milieu de la poutre au-dessus de, sur une longueur de 2 mm c =
matériel de printemps: corde de guitare en acier
application gamme de masse: wagon, entraîneur
matériel de printemps: corde de guitare en acier
application gamme de masse: entraîneur
© Russ Elliott