以前選的彈簧被壓斷了，彈簧計算求助

fengtao666

如下面簡圖所示，上面是高壓水，7MPa，此時螺釘拉斷，下面綠色粗線的是儀器，重800KG，儀器底部安裝的緩沖彈簧。螺釘被拉斷后，儀器被釋放。以前選的截徑8mm的彈簧，可能力學性能不夠，有的彈簧壓斷了。
求教各位高手，此環境下彈簧承受多大的力，怎么算，這里面有瞬時力做功嗎，這個彈簧我該怎么計算、選擇？主要是該考慮哪些方面，我拿不準路子，大俠們點撥點撥（簡圖）






補充內容 (2013-12-6 10:55):
此儀器經過多次粗算，在該空間尺寸限制下，靠單根彈簧無法滿足（忽略其它微小影響，作用力至少在30000N左右），后來考慮在下面的導套里再加一根彈簧，還是差太多，最后考慮把導套上的阻尼孔再減小一些，靠阻尼緩沖。

補充內容 (2013-12-6 10:57):
導套在圖中未畫出。接下來就是新的問題了，我得算阻尼孔多大才能合適，又是新的領域，呵呵！

Mechanical.Mr.

好像好難，不懂

茉莉素馨

樓主，這個7mpa一直都存在么？還是螺絲斷了之后，在儀器下降過程中，這個壓力就消失了？
如果沒有消失，那么這個壓力會變化么？或者說，在儀器向下運動時，如果有水繼續流入，流入的流量和壓力是多少？

打死你

我看圖不認真，理會錯大俠的意思了，對液壓了解不是很多，當螺釘斷裂后，壓力肯定會變小，具體怎么變化，和流量，損耗，摩擦之類的關系挺多，不考慮這些（也考慮不清楚，你倒是可以慢慢研究），我們只考慮最嚴重的情況，也就是壓力全部作用到缸體上，也沒有損失。
接下來無非就是根據加速度求速度，動量，沖量。算出來是27780N

karlmayerdesign

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fengtao666

這個帖子竟然只有4個回復，看來一涉及計算，大家都蔫了！

茉莉素馨

式子里面的Q為泵的功率，v為儀器下降的速度，m為儀器的質量，
a為儀器下降的加速度，G為儀器的重力，k為彈簧的剛度系數，Δl為彈簧的壓縮量
其中，a為時間的二階導數，v為時間的一階導數，求這個微分方程就可以了

說明一下，如果泵提供的流量必須能能滿足儀器下降的體積，就是儀器頂部的壓力不出現負值。

以上寫的有問題，就是當v等于零時，第一項是無窮大，所以是錯的~

如果泵輸出壓力作用在儀器頂部的壓力不變，那么上面的第一項就是可以寫成P*S，是一個恒量
整個方程求解出來，還是一個間歇運動，但是當運動到最底端的時候，彈簧是否回復，就看上面的水有沒有地方去了。

2266998

看了你留言，你應該這么考慮這個問題，

1，假如壓力是一個恒定壓力，吊掛螺栓斷裂以后，會有一個加速過程，加速力與彈簧力形成一個方程，彈簧力是抵抗力，其合是加速度的力，這個你自己可以計算，

2，一個物體有加速，隨著彈簧力的加大，這個加速度是減小的，你有平衡方程可以解這個，物體是否會停下來，要看計算結果，你計算一下看看什么時候停下來的，

3，彈簧力不夠的時候，就會一直壓死，這個過程是明確的，

4，彈簧壓死是不是會斷？這個不見得，節距小就不會斷，節距大就會斷，就是所謂的‘超扭’，計算一下就知道了，要用數據說話，

5，即使計算壓死也不斷裂，實際中依然會斷裂，因為某圈被壓死以后會偏斜，被擠出，就斷了，這個很正常，

你按我說的過程，解這個東西，自己就懂了，

機械鼠

茉莉素馨 發表于 2013-12-3 13:44
式子里面的Q為泵的功率，v為儀器下降的速度，m為儀器的質量，
a為儀器下降的加速度，G為儀器的重力，k ...

支持這種計算方法。
式中v是彈簧觸底時儀器的速度。
v這樣計算：
水的壓力F1=70×面積×9.8=19396.19 N
儀器的總加速度a=F1÷m+g=34.045 m/s^2
觸底前經過時間t=sqrt（2×2÷a）=0.343 s
v=at=11.67 m/s

ily25198

茉莉素馨 發表于 2013-12-3 13:44
式子里面的Q為泵的功率，v為儀器下降的速度，m為儀器的質量，
a為儀器下降的加速度，G為儀器的重力，k ...

水也有速度啊，而且水是不是繼續對儀器施加壓力，要看流量和管徑。這個運動中的壓力就是給儀器一個向下的加速度，這個加速度下20米的距離后最終速度是多少可以求出來，這樣可以算出來一個比實際情況大的動能，然后動能和彈簧勢能完全相等算應該可以算出來假設壓縮比能達到100%的彈簧需要的力（實際大線徑的彈簧一般能壓縮60%就差不多相當于一個剛體了），如果要精密計算，彈簧自身質量在運動中的動量也可以算進去，然后可以選出一個比較安全的彈簧，這樣算行不行啊大俠？