容積和有效麵積（jī）變化（huà）率是空氣彈簧剛（gāng）度的影響因

 

容積和有效麵積變化率是空氣彈簧剛度的影響因。空氣彈簧是一種由有簾（lián）線的橡膠囊和充入其內腔的壓縮空氣（qì）所組成的非金屬彈（dàn）性元件，其隔振（zhèn）性能主要受到剛度特性、頻（pín）率特性和阻尼特性的影響。尤其是其剛（gāng）度特性，一致是研究熱點之一，結構設計中，往（wǎng）往先（xiān）根據初步的剛度需求進行（háng）設計。　　

設空氣彈簧膠囊（náng）內的氣體為理想氣體，空氣彈簧（huáng）受到垂直載荷F的作用，此時內部的絕對氣壓為P，外部氣（qì）壓（yā）為Pa，則有以下關係式：F=（P-Pa）Ae（1）　　PVn=P0Vn 0=const（2）　　式中：Ae——空氣彈簧的有效麵積；多變指數，與氣體的（de）流動速度相關，緩慢（màn）流動時相當於（yú）等溫過程，n=1；快速流動（dòng）時接近（jìn）絕熱過程，n=1.4，一般情況下，n=1.3～1.38；　　P0、V0——為空氣彈簧處於靜平衡位置的內部氣體的絕對壓（yā）力和容積。　　

由式（1）、式（2）可得：F=（P0Vn 0-Pa）Ae（3）將式（3）對空氣彈簧的垂直位移S求導數，其中Ae=-dV/dS，負號（hào）表示空氣彈簧受載荷（hé）壓縮時容積（jī）減少（shǎo），則可得空氣彈簧的垂直剛度公式：K=（P0Vn 0Nn-Pa）（dAe/dS）-Aen P0Vn 0Nn+1（dV/dS）（4）由上述可知空氣彈簧剛度的影響因素有兩個，容積變化率和有（yǒu）效麵（miàn）積變化率。通過添加附加氣室可以改變容積變化率；通過（guò）改變（biàn）空氣（qì）彈簧的結構可以控製（zhì）有效麵積變化率，則可以進一步降低空氣彈簧的剛度。顯然，常規空氣彈簧剛度計算中，將問題進行了諸（zhū）多簡化，可用於初（chū）期的空氣彈簧設計（jì），但並未考慮實際結構和工況中的諸多因素影響，與實際情況有一（yī）定偏（piān）差，利用有限元分析進行（háng）剛度求解是十分必要的。