Flambarea primăverii: cauze, raportul de zveltețe și prevenire

Ce cauzează flambajul unui arc de compresie

Flambarea are loc atunci când un arc de compresie este încărcat peste un punct în care nu mai poate rămâne drept de-a lungul axei sale, iar bobinele se deplasează lateral în loc să se comprima uniform. Un arc se prinde atunci când lungimea sa liberă este mai mare de aproximativ de 4 ori diametrul său mediu al bobinei și nu este susținut de o tijă, orificiu sau dispozitiv de fixare. Aceasta este o problemă de geometrie înainte de a fi o problemă materială: un arc subțire, neghidat se comportă ca o coloană subțire sub sarcină și, odată ce forța de compresiune trece de un prag critic, arcul se înclină spre exterior, în loc să se comprima în linie dreaptă.

Consecința practică nu este academică. Un arc cu cataramă se freacă de peretele carcasei, se uzează neuniform, pierde precizia forței și, în multe ansambluri, în cele din urmă se leagă sau se fracturează în punctul de contact. Oricine proiectează arcuri de compresie sau instalează o mașină de arc pentru a le produce, trebuie să știe unde se află linia de flambaj înainte ca arcul să fie încărcat vreodată pe câmp.

Raportul de zveltețe: numărul care prezice flambaj

Inginerii cu arcuri folosesc un singur raport pentru a semnala riscul de flambaj înainte de orice calcul al sarcinii: lungimea liberă împărțită la diametrul mediu al bobinei, scrisă ca L/D. Aceasta este aceeași logică folosită pentru stâlpii subțiri din inginerie structurală, adaptate la arcuri elicoidale.

L / D sub 2,6: flambajul nu este o problemă practică în condiții de încărcare axială normală, chiar și fără ghidaje.
L/D între 2,6 și 5,3: flambajul devine posibil în funcție de condițiile de capăt; o tijă de ghidare sau un manșon este adesea recomandată ca măsură de siguranță.
L / D peste 5,3: arcul se va prinde sub o sarcină mult sub capacitatea sa nominală, cu excepția cazului în care este ghidat, iar ghidarea este tratată ca fiind obligatorie mai degrabă decât opțională.

Aceste cifre provin din referințele clasice de proiectare a arcurilor, cum ar fi manualul de inginerie Associated Spring/Barnes Group și sunt încă baza pe care majoritatea producătorilor proiectează astăzi. Un arc cu L / D = 4 și capete libere poate pierde peste 60% din capacitatea sa teoretică de încărcare la flambaj înainte de a ajunge vreodată la înălțimea solidă.

Factori de condiție finală: de ce același arc se prinde diferit în diferite dispozitive

Numai raportul de zveltețe nu spune întreaga poveste. Modul în care sunt ținute cele două capete ale arcului modifică în mod dramatic sarcina critică de flambaj, deoarece capetele fixe rezistă înclinării laterale pe care capetele libere nu o pot face.

Condiție finală	Descriere	Condiție finală relativă
Ambele capete fixate împotriva rotației	Capetele plate, măcinate și pătrate pe plăci rigide	0.5
Unul fix, unul cu balamale	Frecvent la dispozitivele cu piston sau piston unilateral	0.707
Ambele capete cu balamale (prins)	Liber să se rotească, dar centrat la ambele capete	1.0
Unul fix, unul gratuit	Încărcare în consolă, cel mai rău caz	2.0

Un arc fixat la ambele capete poate tolera aproximativ de patru ori deformarea aceluiași arc încărcat cu un capăt liber înainte de a începe flambajul. Acesta este motivul pentru care capetele arcurilor cu șuruburi, cu pământ plat, sunt specificate atât de des în ansamblurile industriale: dispozitivul în sine devine parte a designului anti-flambaj.

Calcularea deformarii critice la flambaj

Pentru proiectanții care au nevoie de un număr real mai degrabă decât de o regulă generală, raportul critic de deformare (deformarea la flambaj împărțit la lungimea liberă) poate fi estimat dintr-o curbă standard bazată pe L / D și constanta condiției finale, combinată cu indicele arcului și raportul lui Poisson al materialului. În practică, majoritatea producătorilor omit calculul în formă închisă și, în schimb, extrag raportul dintr-un grafic de flambaj publicat, apoi îl înmulțesc cu lungimea liberă a arcului pentru a obține deformarea critică reală în milimetri sau inci.

Ca exemplu de lucru: un arc de compresie din oțel cu o lungime liberă de 60 mm și un diametru mediu de 12 mm are un L/D de 5,0. Cu ambele capete fixate, raportul critic de deformare dintr-o diagramă standard este aproape de 0,30, ceea ce înseamnă că arcul se poate devia în siguranță cu aproximativ 18 mm înainte ca riscul de flambaj să devină semnificativ. Dacă același arc ar avea doar un capăt fix și unul liber, deviația sigură ar scădea la aproximativ 6 până la 8 mm , o diferență suficient de mare pentru a eșua un design care nu a fost niciodată verificat față de condițiile finale.

Metoda bazată pe diagrame există deoarece soluția exactă în formă închisă pentru flambajul arcului elicoidal implică rigiditatea efectivă la încovoiere și la torsiune a arcului, ambele depind de diametrul firului, diametrul bobinei și modulul de forfecare al materialului în același timp. În loc să rezolve această relație de la zero pentru fiecare piesă, majoritatea inginerilor de arc păstrează o curbă de flambaj la îndemână, trasează L / D pe o axă și citesc raportul critic de deformare de pe linia corespunzătoare a stării finale. Acest lucru este mai rapid la atelier și poate fi repetat într-o echipă de ingineri, ceea ce contează mai mult în practica zilnică decât reducerea punctelor zecimale dintr-un model teoretic.

Exemplu lucrat pas cu pas: Verificarea unui design real al arcului pentru flambaj

Un exemplu lucrat face procesul concret. Luați în considerare un arc de compresie destinat unui actuator de supapă acţionat manual, cu următoarele specificații de pornire:

Lungime libera: 80 mm
Diametrul mediu al bobinei: 14 mm
Diametrul firului: 1,8 mm
Deformare de lucru necesară: 22 mm
Montare: arcul se așează lejer între două plăci plate, fără tijă de ghidare

Pasul unu este raportul de zveltență: 80 împărțit la 14 dă un L/D de 5,7, care este deja peste pragul de 5,3 în care flambajul este tratat mai degrabă decât posibil. Pasul doi este condiția finală. Deoarece arcul se așează pur și simplu între două plăci plate fără fixare, ambele capete se comportă mai degrabă ca articulate decât fixe, dând o constantă de condiție finală de 1,0, carcasa din mijloc, mai degrabă decât cea mai bună.

Pasul trei este citirea raportului critic de deformare pentru L/D de 5,7 cu capete fixate dintr-o diagramă standard de flambaj, care aterizează aproape de 0,20. Înmulțirea acestui raport cu lungimea liberă de 80 mm oferă o deformare critică de numai 16 mm. Deoarece aplicația necesită o deformare de lucru de 22 mm, acest arc se va deforma înainte de a ajunge la punctul de funcționare prevăzut. Designul așa cum este specificat nu va funcționa chiar dacă diametrul firului și capacitatea de încărcare arată corect pe hârtie.

Pasul patru este repararea. Trei opțiuni rezolvă problema fără a modifica forța de ieșire a arcului: adăugați o tijă de ghidare prin ID-ul bobinei dimensionată pentru un diametru exterior de aproximativ 12 mm, ceea ce ridică deformarea critică efectivă cu mult peste 22 mm; specificați capete închise și împământate pe plăci pentru a muta constanta condiției de capăt spre 0,5; sau împărțiți arcul în două arcuri de 40 mm în serie cu un ghidaj central, care scade L/D efectiv al fiecărui segment la 2,85, confortabil sub pragul de siguranță, fără nici un ghidaj necesar. Acest tip de verificare, efectuată înainte de tăierea sculelor, este mult mai ieftină decât o defecțiune pe teren descoperită după ce mii de unități sunt în funcțiune.

Indicele de primăvară și interacțiunea acestuia cu flambaj

Indicele arcului, raportul dintre diametrul mediu al bobinei și diametrul sârmei, este de obicei discutat în contextul concentrării tensiunilor și al dificultății de bobinare, dar se alimentează și în calculul flambajului deoarece afectează raportul dintre rigiditatea axială a unui arc și rigiditatea sa la încovoiere. Un arc cu indice scăzut, înfășurat strâns în raport cu dimensiunea firului său, se comportă mai rigid la îndoire în raport cu rata sa axială, ceea ce îmbunătățește modest rezistența la flambaj în comparație cu un arc cu indice mare de același L/D.

În termeni practici, acesta este un efect secundar. O modificare a indicelui arcului de la 6 la 10 modifică raportul critic de deformare cu doar câteva puncte procentuale , mult mai mică decât oscilația cauzată de starea finală sau raportul de zveltețe. Designerii nu ar trebui să se bazeze pe strângerea indexului arcului ca înlocuitor pentru ghidarea unui arc care a depășit deja pragul sigur L / D, dar merită cunoscut ca pârghie secundară atunci când un design se află aproape de graniță și o marjă mică este tot ce este necesar.

Indicele arcului are, de asemenea, o implicație practică de bobinare care se întoarce la controlul flambării. Arcurile cu indice foarte scăzut, sub aproximativ 4, sunt mai greu de bobinat în mod constant pe o mașină cu arc și sunt mai predispuse la variația diametrului bobinei, ceea ce poate anula orice beneficiu teoretic de flambaj prin inconsecvența piesă la parte. Arcurile cu indice foarte mare, peste aproximativ 12, se înfășoară mai ușor, dar sunt în mod inerent mai flexibile la îndoire, ceea ce funcționează împotriva rezistenței la flambaj. Majoritatea modelelor de arc de compresie industriale se stabilesc în intervalul de indice de la 5 la 9 parțial din acest motiv, echilibrând consistența bobinei împotriva flambajului și performanța la stres împreună.

Flambare sub încărcare dinamică și ciclică

Tot ceea ce s-a discutat până acum presupune o sarcină statică sau aplicată lent, care este modul în care sunt construite diagramele de flambaj. Ansamblurile reale încarcă adesea un arc ciclic, iar condițiile dinamice schimbă imaginea în moduri în care diagramele statice nu le surprind direct.

Trei efecte dinamice contează în practică. În primul rând, un arc care funcționează aproape de pragul său de flambaj static se poate flamba intermitent sub sarcină ciclică, chiar dacă trece printr-o verificare statică, deoarece sarcinile laterale momentane datorate vibrațiilor, alinierii greșite sau impactului pot împinge un arc marginal peste prag pentru o fracțiune de ciclu. În al doilea rând, evenimentele repetate de flambaj concentrează solicitarea de încovoiere în punctul de deflexie laterală maximă, ceea ce accelerează fisurarea prin oboseală în acea locație, mai degrabă decât distribuirea uniformă a tensiunii în jurul bobinei, așa cum ar face un arc axial corespunzător. În al treilea rând, rezonanța contează separat de flambaj: dacă frecvența de funcționare se apropie de frecvența naturală de supratensiune a arcului, bobinele pot sări defazate unele cu altele, ceea ce arată similar cu flambajul din exterior, dar este un mod diferit de defecțiune cu o soluție diferită, de obicei amortizare sau o schimbare a diametrului firului, mai degrabă decât ghidare.

Ghidul practic pentru aplicațiile ciclice este de a proiecta cu o marjă suplimentară sub pragul de flambaj static, mai degrabă decât de a proiecta la linie. O practică industrială obișnuită este de a menține deformarea de lucru la sau sub 80% din deformarea critică calculată pentru orice arc care va vedea mai mult de câteva sute de cicluri de sarcină. , care absoarbe riscul suplimentar de la încărcarea laterală dinamică fără a necesita o analiză completă a flambajului dinamic pe fiecare parte.

Acolo unde riscul de flambare apare cel mai mult în toate industriile

Flambarea nu este distribuită uniform între aplicații. Se concentrează oriunde arcuri lungi, neghidate sunt combinate cu ambalaje strânse sau cerințe de deformare mare.

Elemente de flambaj tipice și abordări de atenuare observate în zonele comune de aplicare a arcurilor de compresie.
Zona de aplicare	Driver de flambaj tipic	Atenuare comună
Suspensii auto și ansambluri ambreiaj	Călătoria lungă necesară într-un orificiu îngust	Manșon de ghidare integrat în orificiul carcasei
Servomotoare industriale pentru supape	Forța mare necesită un arc mai lung la un diametru fix	Tija de ghidare centrală plus capete închise și împărțite
Unelte și întrerupătoare portabile	Carcasele foarte subțiri limitează diametrul bobinei	Două arcuri mai scurte în serie cu o șaibă centrală
Mașini de ambalare și distribuire	Funcționarea cu ciclu înalt amplifică proiectele marginale	Marja de deformare suplimentară sub limita de flambaj statică
Mobila si feronerie mecanica	Presiunea costurilor descurajează tijele de ghidare	Coborâți L / D prin lărgirea diametrului bobinei în spațiul disponibil

Firul comun pentru toate cele cinci categorii este presiunea ambalajului. Riscul de flambare vine rareori din cauza alegerii unui proiectant de un arc prost; provine dintr-o carcasă, un orificiu sau o amprentă care forțează un arc mai lung și mai subțire decât ar sugera L/D ideal, tocmai de aceea tijele de ghidare, manșoanele și aranjamentele cu arcuri despicate există ca soluții standard, mai degrabă decât excepții.

Comparând Mașină de primăvară Abordări și efectul lor asupra controlului flambajului

Nu toate mașinile cu arcuri dețin aceeași bandă de toleranță, iar decalajul contează mai mult pentru modelele sensibile la flambaj decât pentru arcuri simple, cu zveltețe redusă, unde o toleranță mai largă are un efect redus.

Comparație generală a configurațiilor mașinilor cu arc și cât de aproape fiecare poate menține geometria pe care o presupune un calcul de flambaj.
Mașină de primăvară Type	Controlul tipic al diametrului bobinei	Cea mai bună potrivire pentru piesele sensibile la flambaj
Mașină mecanică cu arc cu came	Variație mai largă de la lot la lot, în funcție de scule	Piese L/D scăzute unde marginea de flambaj este generoasă
Mașină de bobinat cu arc CNC, buclă deschisă	Repetabilitate îmbunătățită, o oarecare derivă pe curse lungi	Piese L/D moderate cu o tijă de ghidare ca rezervă
Mașină cu arc CNC cu alimentare a sârmei în buclă închisă și calibrare în linie	Toleranță strânsă, corectată continuu prin cursă	L/D mare sau piese bine ghidate unde spațiul liber este mic
Celulă automată de măcinare finală asociată cu o mașină cu arc	Controlează direct pătratul capătului, mai degrabă decât diametrul bobinei	Orice proiectare care se bazează pe condiții finale fixe sau aproape fixe

O idee pentru oricine care specifică un arc sensibil la flambaj este de a potrivi capacitatea de toleranță a mașinii cu arc cu cât de aproape este designul de pragul său de flambaj. Un design cu o marjă generoasă sub deformarea critică poate tolera variația mai largă a unei mașini mai vechi cu arc mecanic. Un design care depinde de un joc strâns al ghidajului sau de o condiție de capăt aproape fixă necesită o ieșire mai strânsă și măsurată a unei mașini cu arc CNC cu buclă închisă, deoarece chiar și deviația mică a diametrului bobinei poate închide spațiul de ghidare sau poate schimba starea efectivă a capătului suficient pentru a declanșa flambajul într-o fracțiune din lot.

Greșeli suplimentare de proiectare care cresc în liniște riscul de flambaj

Dincolo de regulile de bază deja acoperite, mai multe greșeli mai puțin evidente apar în mod repetat în evaluările defecțiunilor pe teren.

Extinderea unui design cu arc dovedit fără a verifica din nou L/D. Dublarea lungimii libere pentru a se potrivi cu o nouă carcasă, păstrând în același timp același diametru al bobinei, poate împinge un design anterior sigur cu mult peste pragul de flambaj.
Presupunând că o tijă de ghidare elimină nevoia de perpendicularitate la capăt. Un capăt strâmb poate înclina arcul împotriva ghidajului, crescând frecarea și uzura chiar și atunci când flambajul complet este împiedicat.
Ignorarea stivuirii toleranțelor de degajare a ghidajului. Dacă orificiul carcasei, tija de ghidare și arcul OD sunt toate la capătul liber al intervalului lor de toleranță simultan, jocul efectiv poate fi suficient de mare pentru a permite flambajul în interiorul ghidajului în sine.
Tratarea unei verificări de flambaj statice ca fiind suficientă pentru o piesă care va vedea mii de cicluri de încărcare, fără a adăuga marja de deformare pe care o solicită încărcarea ciclică.
Aprovizionarea unui arc de înlocuire numai prin evaluarea forței. Două arcuri pot împărtăși aceeași sarcină și deformare nominală, dar diferă în lungime liberă și diametrul bobinei suficient de mult încât unul să se închidă în carcasa originală, iar celălalt nu.

Reguli de proiectare care previn flambajul primăverii

Majoritatea defecțiunilor de flambaj în ansamblurile de producție provin din câteva opțiuni de proiectare care pot fi evitate. Următoarele reguli sunt utilizate în proiectarea arcurilor industriale pentru a menține stabil arcul de compresie pe parcursul întregii sale curse de lucru.

Păstrați raportul dintre lungimea liberă și diametrul mediu la sau sub 4 oriunde permite ansamblul, deoarece acest lucru elimină complet flambajul ca problemă de proiectare în majoritatea cazurilor.
Folosiți o tijă de ghidare prin ID-ul arcului sau un manșon în jurul diametrului exterior al arcului odată ce L/D depășește 4, dimensionat cu un spațiu diametral de aproximativ 10% pentru a evita blocarea, controlând în același timp mișcarea laterală.
Specificați capete închise și măcinate, mai degrabă decât capete deschise simple ori de câte ori arcul se așează pe o suprafață plană, deoarece capetele pătrate distribuie sarcina uniform și reduc tendința de a se răsturna în lateral.
Împărțiți un arc lung în două sau mai multe arcuri mai scurte stivuite în serie cu o șaibă de ghidare centrală, care scade L/D efectiv al fiecărui segment.
Evitați încărcarea excentrată. Chiar și un arc din intervalul de zveltețe sigur se poate deforma dacă sarcina este aplicată la câteva grade față de axa arcului, astfel încât alinierea scaunului contează la fel de mult ca raportul în sine.

Cum influențează precizia mașinii cu arc rezistența la flambaj

Rezistența la flambaj este decisă pe desenul de proiectare, dar se realizează numai dacă arcul este de fapt înfășurat la acea geometrie. Aici mașina cu arc folosită în producție joacă un rol direct. O mașină cu arc CNC care păstrează toleranțe strânse în ceea ce privește consistența pasului, diametrul bobinei și perpendicularitatea capetelor solului produce arcuri care se comportă mult mai aproape de pragul de flambaj calculat decât arcuri spiralate pe echipamente întreținute slab.

Trei toleranțe contează în special pentru comportamentul la flambaj:

Consistența diametrului bobinei de-a lungul corpului arcului, deoarece o bobină nerotunda sau conică deplasează L/D efectivă de la valoarea de proiectare.
Perpendicularitatea capetelor pământului, de obicei menținută la 2 până la 3 grade de perpendiculară pe o mașină cu arc bine întreținută, care menține traseul de sarcină centrat pe axa arcului.
Uniformitatea pasului între bobine, care afectează cât de uniform se comprimă arcul și cât de simetric răspunde la orice forță mică în afara axei.

O mașină de bobinat cu arc CNC modernă, cu control al avansului de sârmă în buclă închisă și șlefuire automată, poate menține toleranțe de diametru al bobinei în câteva sutimi de milimetru, ceea ce este suficient de strâns încât arcul fizic să se potrivească cu diagrama de flambaj utilizată în etapa de proiectare. Arcurile spiralate pe mașinile cu arcuri mecanice mai vechi, fără acest control prin feedback, tind să prezinte mai multe variații de la o parte la alta, motiv pentru care plângerile de flambaj apar uneori inconsecvent într-un lot de producție, mai degrabă decât pe fiecare unitate.

Alegerea materialului modifică comportamentul de flambaj

Materialul afectează indirect flambajul, prin raportul lui Poisson și modulul de forfecare utilizat în diagrama de flambaj, dar efectul este mic în comparație cu geometria și condițiile de capăt. Trecerea de la cablul muzical la oțel inoxidabil 302 modifică deformarea critică la flambaj cu doar câteva procente pentru aceeași geometrie , deoarece ambele materiale au rapoarte similare lui Poisson în intervalul 0,28 până la 0,30. Pârghiile mult mai mari rămân raportul de zveltețe, fixitatea capătului și alinierea sarcinii. Alegerea materialului încă contează pentru durata de viață la oboseală, rezistența la coroziune și performanța la temperatură, dar nu ar trebui tratată ca o soluție de flambaj în sine.

Recunoașterea flambajului într-un ansamblu existent

Flambarea nu este întotdeauna evidentă din exterior, mai ales într-o carcasă închisă. Semnele comune de câmp includ:

Câmpul indică faptul că un arc de compresie se flambează în funcțiune, mai degrabă decât se comprimă de-a lungul axei sale.
Simptomul observat	Cauza probabilă
Urme de uzură stridente sau strălucitoare pe interiorul orificiului carcasei	Arcul se înclină lateral și intră în contact cu peretele sub sarcină
Citiri de forță inconsecvente la aceeași înălțime comprimată între unități	Unele unități au depășit pragul de flambare, în timp ce altele nu
zgomot sonor sau o schimbare a sunetului în timpul acționării	Bobinele intră în contact cu carcasa sau cu tija de ghidare intermitent
Crăpare de oboseală prematură la o bobină localizată, mai degrabă decât uzură distribuită	Încărcarea laterală repetată de la flambaj concentrează stresul la un moment dat

Dacă apare oricare dintre aceste simptome, cel mai rapid pas de diagnosticare este măsurarea lungimii libere și a diametrului mediu al piesei reale și recalcularea L/D, în loc să presupunem că numărul de proiectare original încă se aplică. Uzura sculelor la o mașină cu arc de-a lungul timpului poate devia treptat diametrul bobinei în afara benzii de toleranță inițiale, ceea ce merită verificat dacă plângerile de flambaj încep să apară la un arc care a funcționat corect de ani de zile.

Întrebări frecvente despre flambajul de primăvară

Care este cel mai simplu mod de a spune dacă un arc se va clapa fără a face un calcul complet

Împărțiți lungimea liberă la diametrul mediu al bobinei. Dacă rezultatul este sub 4, flambajul este puțin probabil să fie o problemă în majoritatea dispozitivelor de fixare. Dacă este peste 4, planificați o tijă de ghidare, un manșon de ghidare sau condiții de capăt fix.

Catarama cu arc se poate prinde chiar dacă nu atinge niciodată sarcina maximă nominală

Da. Flambarea este guvernată de deformare și suplețe, nu de dacă arcul și-a atins capacitatea de sarcină declarată. Un arc subțire, neghidat, se poate deforma la 40 până la 60% din deformarea sa nominală.

Adăugarea unei tije de ghidare rezolvă întotdeauna flambajul

O tijă de ghidare dimensionată corect rezolvă majoritatea cazurilor de flambaj, dar are nevoie de suficient spațiu pentru a evita legarea de ID-ul bobinei sub sarcină laterală și trebuie să fie suficient de lungă pentru a susține arcul pe întreaga sa cursă comprimată, nu doar la lungimea liberă.

Flambarea este mai frecventă la arcurile de compresie sau la arcurile de extensie și de torsiune

Flambarea așa cum este descrisă aici este specifică arcurilor de compresie. Arcurile de prelungire sunt încărcate în tensiune și nu se catarame în același mod, iar arcurile de torsiune eșuează prin diferite mecanisme legate de solicitarea de încovoiere la nivelul corpului și picioarelor spiralei, mai degrabă decât instabilitatea laterală.

De ce două arcuri din același desen se comportă uneori diferit sub sarcină

Micile variații ale lungimii libere, diametrului bobinei sau perpendicularității capătului din procesul de bobinare pot schimba starea reală L/D și la capăt suficient pentru a muta o parte mai aproape de pragul de flambaj decât alta. Acesta este motivul pentru care controlul toleranței la mașina cu arc folosită pentru producție este tratat ca parte a designului de flambaj, nu o problemă separată de calitate.

Ar trebui să fie verificată flambajul înainte sau după prototipare

Înainte. Verificarea coeficientului de zveltețe și a constantei condiției finale în etapa de desenare este mult mai ieftină decât descoperirea flambajului după ce sculele și configurarea unei mașini cu arc sunt deja angajate într-o serie de producție.

Indicele arcului contează la fel de mult ca raportul de zveltență pentru flambaj

Nu. Indicele arcului are un efect real, dar secundar, asupra rezistenței la flambaj, de obicei schimbând deformarea critică doar cu un mic procent. Raportul de zveltețe și starea finală rămân cei doi factori care decid dacă un arc se prinde.

Câtă marjă ar trebui să includă o aplicație ciclică sub limita de flambaj calculată

O abordare comună este de a menține deformarea de lucru la sau sub aproximativ 80 la sută din deformarea critică calculată pentru orice arc care prezintă o încărcare ciclică obișnuită, deoarece sarcinile laterale momentane și vibrațiile pot împinge un proiect marginal peste pragul static în mod intermitent.

Poate un arc care a trecut de verificarea flambajului static poate eșua într-o aplicație cu ciclu înalt?

Da. O verificare statică confirmă că arcul nu se va flamba sub o sarcină aplicată lent, dar ciclul repetat introduce vibrații, dezaliniere momentană și efecte de supratensiune pe care un calcul static nu le ține seama, motiv pentru care se recomandă o marjă de deformare suplimentară pentru piesele ciclice.

Este rezonanța același mod de defecțiune ca și flambaj

Nu. Rezonanța, numită uneori supratensiune de arc, are loc atunci când frecvența de operare se apropie de frecvența naturală a arcului și bobinele oscilează defazat între ele. Poate arăta similar cu flambajul din punct de vedere al forței neregulate, dar este abordat prin amortizare sau prin modificarea diametrului firului, mai degrabă decât prin ghidare.

Două arcuri cu valori identice de sarcină și deformare pot fi încă diferite în ceea ce privește comportamentul la flambaj

Da. Valorile de sarcină și deformare depind de diametrul sârmei, diametrul bobinei și numărul de bobine active împreună, astfel încât două arcuri se pot potrivi pe hârtie în timp ce au lungimi libere sau diametre medii diferite, ceea ce modifică raportul de subțire și, prin urmare, pragul de flambaj pentru fiecare parte.

Numărul de bobine active afectează în mod direct flambajul

Numărul de bobine active afectează rata arcului și, prin urmare, lungimea liberă necesară pentru a furniza o anumită sarcină, ceea ce modifică indirect raportul de zveltețe. Nu intră în diagrama de flambaj ca o variabilă separată, așa cum fac lungimea liberă, diametrul mediu și starea finală.

Limbă

Știri