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弹簧弹力计算公式()

弹簧弹力计算公式()
弹簧弹力计算公式()

弹力计算公式

压力弹簧

初拉力计算

F0=〖{π3.14×d3}÷(8×D)〗×79mpa

F0={3.14×(5×5×5)÷(8×33)}×79=117 kgf

1.压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷;

2.弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm);

3.弹簧常数公式(单位:kgf/mm);

K=(G×d4)/(8×D3×Nc)

G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ,60Si2MnA钢丝G=7900,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500

d=线径(钢丝直径)

D=中径

N=总圈数

Nc=有效圈数

F=运动行程(550mm)

弹簧常数计算范例:

线径=5.0mm , 中径=20mm , 有效圈数=9.5圈,钢丝材质=不锈钢丝

K=(G×d4)/(8×D3×Nc)=(7900×54)/(8×203×9.5)=8.12kgf/m m×(F=100)=812 kgf

拉力弹簧

拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。

初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度)

扭力弹簧

弹簧常数:以k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm)

弹簧常数公式(单位:kgf/mm):

K=(E×d4)/(1167×D×p×N×R)

E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,

黄铜线E=11200

d=线径(钢丝直径)

D=中径

N=总圈数

R=负荷作用的力臂

p=3.1416

圆柱弹簧的设计计算.

圆柱弹簧的设计计算 (一)几何参数计算 普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有:外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α及弹簧丝直径d。由下图圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数图可知,它们的关系为: 式中弹簧的螺旋升角α,对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°~9°范围内选取。弹簧的旋向可以是右旋或左旋,但无特殊要求时,一般都用右旋。 圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸计算公式见表(普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式)。 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式

(二)特性曲线

弹簧应具有经久不变的弹 性,且不允许产生永久变形。因 此在设计弹簧时,务必使其工作 应力在弹性极限范围内。在这个 范围内工作的压缩弹簧,当承 受轴向载荷P时,弹簧将产生 相应的弹性变形,如右图a所 示。为了表示弹簧的载荷与变形 的关系,取纵坐标表示弹簧承受 的载荷,横坐标表示弹簧的变 形,通常载荷和变形成直线关系 (右图b)。这种表示载荷与变 形的关系的曲线称为弹簧的特 性曲线。对拉伸弹簧,如图<圆 柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线> 所示,图b为无预应力的拉伸 弹簧的特性曲线;图c为有预 应力的拉伸弹簧的特性曲线。 右图a中的H0是压缩弹簧 在没有承受外力时的自由长度。 弹簧在安装时,通常预加一个压 力 Fmin,使它可靠地稳定在安 装位置上。Fmin称为弹簧的最 小载荷(安装载荷)。在它的作 用下,弹簧的长度被压缩到H1 其压缩变形量为λmin。Fmax 为弹簧承受的最大工作载荷。在 Fmax作用下,弹簧长度减到 H2,其压缩变形量增到λmax。 圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线λmax与λmin的差即为弹簧的 工作行程h,h=λmax-λmin。 Flim为弹簧的极限载荷。在该 力的作用下,弹簧丝内的应力达 到了材料的弹性极限。与Flim 对应的弹簧长度为H3,压缩变 形量为λlim。

弹簧计算公式

% 阀中弹簧参数计算 % 弹簧在液压阀中的受力属第二类负载 % 选用材料:琴钢丝(G2组),其抗拉强度为1863N/mm^2 tic %Ft2弹簧最大工作载荷;Ft1弹簧最小工作载荷;Fj弹簧极限工作负载% ------弹簧计算所需相关参数------% delt_b=190;%单位kgf/mm^2 tao=0.38*delt_b; D2=input('请输入弹簧中径D2:') d=input('请输入弹簧钢丝的直径d:') % 弹性模量的选择 if d<=2 G=8053 elseif d>2&d<=5.5 G=8053 else d>5.5&d<10 G=8053 end % 弹簧的有效圈数 n=input('请输入弹簧有效圈数n:') if n>=3 disp('输入的参数符合要求!') else warning('您输入的有效圈数过小!') end %------弹簧指数C------% disp('弹簧指数C') C=D2/d if d>=0.2&d<=0.4 if C>=7&C<=14 disp('参数符合要求!') else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!') end elseif d>=0.45&d<=1 if C>=4&C<=13 disp('参数符合要求!') else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!') end elseif d>=1.1&d<=2.2 if C>=5&C<=10 disp('参数符合要求!') else warning('弹簧结构不符合标准,建议修改参数重新计算!') end elseif d>=2.5&d<=6 if C>=4&C<=12

弹簧弹力计算公式详解

弹簧弹力计算公式详解 压力弹簧、拉力弹簧、扭力弹簧是三种最为常见的弹簧,压力弹簧、拉力弹簧、扭力弹簧的弹力怎么计算,东莞市大朗广原弹簧制品厂为您详解,压力弹簧、拉力弹簧、扭力弹簧的弹力计算公式。 一、压力弹簧 ·压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷; ·弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm); ·弹簧常数公式(单位:kgf/mm): G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 Nc=有效圈数=N-2 弹簧常数计算范例: 线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈,钢丝材质=琴钢丝 二、拉力弹簧 拉力弹簧的k值与压力弹簧的计算公式相同 ·拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹

簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。 ·初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度) 三、扭力弹簧 ·弹簧常数:以k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm). ·弹簧常数公式(单位:kgf/mm): E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 R=负荷作用的力臂 p=3.1416

弹簧设计计算过程

弹簧设计计算过程 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

弹簧设计计算 已知条件: 弹簧自由长度H0= 弹簧安装长度L1=411mm 弹簧工作长度L2=227mm 弹簧中径D= 弹簧直径d= 弹簧螺距P=12mm 弹簧有效圈数n=66 弹簧实际圈数n1=68 计算步骤: (1)初步考虑采用油淬火-回火硅锰弹簧钢丝60Si2MnA C 类,抗拉强度1716-1863MPa ,切变模量G=79GPa ,弹性模量E=206GPa 。 取b σ=1716MPa 。 (2)压缩弹簧许用切应力 p τ=~ b σ=~*1716MPa=~ 取p τ=。 (3)由于弹簧刚度尚未可知,但是弹簧的中径、直径、有效圈数都已知。

2 .33.22==d D C =(计算值在5~8之间) 6.9688 615.046.9688416.96884615.04414+-?-?=+--=C C C K = 弹簧的最大工作压缩量Fn=795-227=568mm 由公式348D P F Gd n n n =可得最大工作载荷34343.226685682.3798????==nD F Gd P n n = 弹簧刚度663.2282.379834 34' ???==n D Gd P =mm 节距t=66 2.35.1795)2~1(0?-=-n d H =≈12 计算出来的自由高度H0=nt+=66*12+*= 压并高度Hb=(n+d=(66+*=216mm 弹簧最小工作载荷时的压缩量F1=795-411=384mm 则最小工作载荷3 431413.226683842.3798????==nD F Gd P = 螺旋角α=arctan(t/πD)=arctan(12/*)= 弧度= ° 弹簧展开长度L=1696 .0cos 683.22cos 1??=παπDn = ≈4833mm 弹簧压并高度H b ≤n 1*d max =68*(+)=,取值216mm 弹簧压并时的变形量为= 弹簧压并时的载荷为Fa=*= (4)螺旋弹簧的稳定性、强度和共振的验算 高径比b=H0/D==> n B c P H P C P >=0' 不稳定系数C B = ==0'H P C P B c **=

弹簧计算公式

胡克弹性定律指出,在弹性极限范围内,弹簧的弹性力f 与弹簧的长度x 成正比,即f =-kx,k 是一个物体的质量弹性系数,该系数由材料的性质决定,负号表示弹簧产生的弹性力与其延伸(或压缩)方向相反弹簧常数: 以k 表示,当弹簧被压缩时,载荷(kgf/mm)增加1mm 的距离,弹簧常数公式(单位: kgf/mm) : k = (g d4)/(8dm3 nc) g = 钢丝的刚度模量: 钢琴丝g = 8000; 不锈钢丝g = 7300; 磷青铜丝g = 4500;黄铜丝g = 3500d = 线径= 0d = 外径= id = 内径= md = 中径= do-dn = 转速总数弹簧常数的计算例子: 线径= 2.0 mm,外径= 22 mm,总匝数= 5。5圈,钢丝材料= 钢琴钢丝k = (gxd4)/(8xdm3xnc) = (8000x24)/(8x203x3.5) = 0.571 kg f/mmpull,张力弹簧的k 值与压力弹簧的k 值相同。 张力弹簧的初始张力: 初始张力等于拉开彼此接近的弹簧所需的力,并发生在弹簧轧制成型之后。在制作张力弹簧时,由于钢丝材质、线径、弹簧指数、静电现象、油脂、热处理、电镀等的不同,使得各张力弹簧的初始张力不均匀。因此,在安装各种规格的张力弹簧时,应该预张力到平行弯道之间一定距离的力称为初张力。 初始张力= p-(kxf1) = 最大载荷-(弹簧常数x 拉伸长度)扭转弹簧常数: 以k 表示,当弹簧扭转时,载荷(kgf/m)增加1个扭转角。弹簧常数(单位: kgf/mm) : k = (exd #)/(1167 xdmxpnxr) e = 钢丝的刚度模量: 钢琴线e = 21000,不锈钢线e = 19400,磷青铜线e =

弹簧设计计算过程

弹簧设计计算 已知条件: 弹簧自由长度H0=796.8mm 弹簧安装长度L1=411mm 弹簧工作长度L2=227mm 弹簧中径D=22.3mm 弹簧直径d=3.2mm 弹簧螺距P=12mm 弹簧有效圈数n=66 弹簧实际圈数n1=68 计算步骤: (1)初步考虑采用油淬火-回火硅锰弹簧钢丝60Si2MnA C 类,抗拉强度1716-1863MPa ,切变模量G=79GPa ,弹性模量E=206GPa 。 取b σ=1716MPa 。 (2)压缩弹簧许用切应力 p τ=(0.4~0.47) b σ=(0.4~0.47)*1716MPa=686.4~806.52MPa 取p τ=686.4MPa 。 (3)由于弹簧刚度尚未可知,但是弹簧的中径、直径、有效圈数都已知。 2 .33.22==d D C =6.9688(计算值在5~8之间) 6.9688 615.046.9688416.96884615.04414+-?-?=+--=C C C K =1.2139 弹簧的最大工作压缩量Fn=795-227=568mm 由公式348D P F Gd n n n =可得最大工作载荷34343.226685682.3798????==nD F Gd P n n = 803.5758N 弹簧刚度663.2282.379834 34' ???==n D Gd P =1.4147N/mm 节距t= 66 2.35.1795)2~1(0?-=-n d H =11.9727≈12 计算出来的自由高度H0=nt+1.5d=66*12+1.5* 3.2=796.8mm 压并高度Hb=(n+1.5)d=(66+1.5)*3.2=216mm

弹簧参数、尺寸及计算公式

弹簧参数及尺寸 一、小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及形式 1.1 工作图样的绘制按GB4459、4规定。 1.2 弹簧的形式分为A型和B型两种。 2、材料弹簧材料直径为0.16~0.45mm,并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。采用YB(T)11中B组钢丝时,需在标记中注明代号“S”。 3、制造精度弹簧的刚度、外径、自由长度按GB1973规定的3级精度制造。如需按2级精度制造时,加注符号“2”,但钩环开口尺寸均按3级精度制造。 4、旋向弹簧的旋向规定为右旋。如需左旋应在标记中注明“左”。 5、钩环开口弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D。注:D为弹簧中径。 6、表面处理 6.1采用碳素弹簧钢丝制造的弹簧,表面一般进行氧化处理,但也可进行镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理。其标记方法应按GB1238的规定。 6.2采用弹簧用不锈钢丝制造的弹簧,必要时可对表面进行清洗处理,不加任何标记。 7、标记 7.1标记的组成弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料代号(材料为弹簧用不锈钢丝时)以及表面处理组成。规定如下: 7.2标记示例 例1:A型弹簧,材料直径0.20mm,弹簧中径3.20mm,自由长度8.80mm,左旋,刚度、外径和自由长度的精度为2级,材料为碳素弹簧钢丝B组,表面镀锌处理。 标记:拉簧A0.20*3.20*8.80-2左GB1973.2——89-D-Zn 例2:B型弹簧,材料直径0.40mm,弹簧中径5.00mm,自由长度17.50mm,右旋,刚度、外径和自由长度的精度为3级,材料为弹簧用不锈钢丝B组。 标记:拉簧B0.40*5.00*17.50 GB1973.2--89-S 8、计算依据标准中的计算采用如下基本公式: 切应力(N/mm²):τ=(8PDK)/(πd³) 变形量(mm):F=(8PD³n)/ Gd4 弹簧钢度(N/mm):P′=P/ F=(Gd4)/(8D³n) 曲度系数:K =(4C-1)/(4C-4)+ (0.615)/C 旋转比:C =D/d 自由长度(mm):H。=(n+1.5)d+ 2Dι 弹簧钢丝展开长度(mm):L≈(n + 2)πD 弹簧单件质量(mg):m≈(πd²/4)Lρ 注:ρ为弹簧材料密度,取ρ=7.85mg/mm³。初拉力P的计算公式与初应力τ。的选取范围:P。=(πd³/8D)τ。 ∵P。=(πd³/8D)π。取π。C≈60, 则:P。=(πd³/8D)·(60/C)=(23.56d4)/D² 式中:D为弹簧的中径。 当选取初拉力时,推荐初拉力τ。值在图A1阴影区域内选取。本标准中的τ。是按照关系式τ。C≈60确定的,即取τ。上下限的近似中点而算出P。值。 二、小型圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及型式 1.1 工作图样的绘制按GB 4459.4的规定。 1.2 弹簧的形式分为两端圈并紧不模型(YⅡⅠ)和两端圈并紧磨平型(YⅠ)两种。

弹簧弹力计算公式

弹力计算公式压力弹簧 初拉力计算 F0=〖{π3.14×d 3 }÷(8×D)〗×79mpa F0={3.14×(5×5×5)÷(8×33)}×79=117 kgf 1.压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷; 2.弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm); 3.弹簧常数公式(单位:kgf/mm); K=(G×d4)/(8×D3×Nc) G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ,60Si2MnA钢丝G=7900,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500 d=线径(钢丝直径) D=中径 N=总圈数 Nc=有效圈数 F=运动行程(550mm) 弹簧常数计算范例: 线径=5.0mm , 中径=20mm , 有效圈数=9.5圈,钢丝材质=不锈钢丝 K=(G×d4)/(8×D3×Nc)=(7900×54)/(8×203×9.5)=8.12kgf/m m×(F=100)=812 kgf 拉力弹簧

拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。 初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度) 扭力弹簧 弹簧常数:以k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm) 弹簧常数公式(单位:kgf/mm): K=(E×d4)/(1167×D×p×N×R) E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200 d=线径(钢丝直径) D=中径 N=总圈数 R=负荷作用的力臂 p=3.1416

弹簧计算公式

记号的含义 螺旋弹簧的设计时候使用的记号如下表1所示。横弹性系数G的值如表2所示。表1.计算时使用的记号及单位

表2.横弹性系数:G(N/m㎡) 螺旋弹簧的设计用基本计算公式 螺旋弹簧的负荷和弹簧定数?弯曲的关系具有线性特征弹簧的负荷和弯曲是成比例的。 从螺旋弹簧的尺寸求弹簧的定数 压缩螺旋弹簧的素線径因扭转而产生弯曲的弹簧定数K 螺旋弹簧的扭转应力

螺旋弹簧的扭转修正应力 螺旋弹簧试验载荷下高度(端面磨削的情况下) 螺旋弹簧两端的各厚度之和 不同材质螺旋弹簧在高温时的机械特性 表3. 不同温度下弹簧的横弹性定数(N/mm2) 表4. 不同温度下弹簧的容许应力(N/mm2)

组合弹簧的计算公式 螺旋弹簧的直列和并列 弹簧在设计的时候,虽然应该尽可能设计一根弹簧,但是一根弹簧无法满足的情况下,也会对多根弹簧进行组合以满足设计要求。 弹簧的组合有纵向排列的直列法和横向排列的并列法两种模式。 这样的分类,不仅和螺旋弹簧有关,盘形弹簧等其他种类的弹簧也是一样,也会进行直列和并列组合来使用。 从负荷的观点来考虑的话,对各个弹簧作用相等的力的组合方式叫直列,各个弹簧变位相等的组合方式叫并列。 图1. 螺旋弹簧的直列组合和并列组合 图示显示的是使用了3个弹簧的情况。 n个弹簧的各个定数就是k1 , k2 ,???, kn 弹簧并列和直列组合时全部的定数K公式参照下列。 式1. 并列的弹簧定数计算公式 式2. 直列的弹簧定数计算公式 并列组合的螺旋弹簧的个数增加会导致全体弹簧定数变大,直列组合个数的增加会导致弹簧定数变小。

図2. 亲子弹簧 并列的字面意思就是横向排列,但是单纯的排列空间上不好安排,所以像图3那样弹簧的内侧和弹簧组合,同心相排的情况下很多。这样的排列一般被称作亲子弹簧。 但是,同心组合的情况下,为了弹簧不互相缠绕在一起,交替的改变弹簧卷的方向,或者确保弹簧和弹簧之间有一定的间隙是很有必要的。 另外,对弹簧的组合进行下功夫的话,像下图a,b那样,可以制作出不是直线的弹簧特性。 例如需要像图4那样特性弹簧的时候,需要对自由长或者不同密着负荷的弹簧进行组合。 图5的弹簧特性是在图6那样结构中加入弹簧,事先加上负荷,就会得到〔上段弹簧定数〕<〔下段弹簧定数〕这样的组合。 図5.得到特殊弹簧特性的结构 弹性能量的计算公式

弹簧弹力计算公式

弹簧弹力计算公式 Revised by Liu Jing on January 12, 2021

弹力计算公式 压力弹簧 初拉力计算 F0=〖{π3.14×d3}÷(8×D)〗×79mpa F0={3.14×(5×5×5)÷(8×33)}×79=117 kgf 1.压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的 负荷; 2.弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm); 3.弹簧常数公式(单位:kgf/mm); K=(G×d4)/(8×D3×Nc) G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ,60Si2MnA钢丝 G=7900,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500 d=线径(钢丝直径) D=中径 N=总圈数 Nc=有效圈数 F=运动行程(550mm) 弹簧常数计算范例: 线径=5.0mm , 中径=20mm , 有效圈数=9.5圈 ,钢丝材质=不锈钢丝 K=(G×d4)/(8×D3×Nc)=(7900×54)/(8×203×9.5)=8.12kgf/mm×(F=100)=812 kgf 拉力弹簧

拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。 初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度) 扭力弹簧 弹簧常数:以 k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm) 弹簧常数公式(单位:kgf/mm): K=(E×d4)/(1167×D×p×N×R) E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线 E=11200 , 黄铜线E=11200 d=线径(钢丝直径) D=中径 N=总圈数 R=负荷作用的力臂 p=3.1416

拉压扭簧计算公式弹簧刚度计算

弹簧刚度计算 压力弹簧 · 压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷; · 弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm); · 弹簧常数公式(单位:kgf/mm): G=线材的钢性模数:碳钢丝G=79300 ;不锈钢丝G=697300,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=350 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 Nc=有效圈数=N-2 拉力弹簧 拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同 ·拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。

· 初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度) · 拉力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷; · 弹簧常数:以k表示,当弹簧被拉伸时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm); · 弹簧常数公式(单位:kgf/mm): G=线材的钢性模数:碳钢丝G=79300 ;不锈钢丝G=697300,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=350 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 扭力弹簧 · 弹簧常数:以 k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm). · 弹簧常数公式(单位:kgf/mm): E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数

弹簧弹性势能公式的六种推导方法

弹簧弹性势能公式的六种推导方法 摘要:本文用六种不同的方法,从六种不同的角度推导出弹簧弹性势能的表达式。 关键词:弹性势能,微元,积分,振动方程 我们知道,弹簧的弹性势能的表达式为2 2 1kx E p = ,k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量。但很多教材及教辅中都是直接给出公式,少有推导过程。笔者现用如下六种方法来推导弹簧弹性势能的表达式,加深读者理解和记忆,方便学习。 下文中,为方便讨论,忽略弹簧的质量及一切摩擦,且研究的都是水平弹簧振子,但推导出的结果适用于任何情况下的弹簧。 1 微元法 弹簧的弹性势能等于自势能零点开始保守力做功的负值。外力拉弹簧时,外力的功与弹簧反抗形变而施于外界之力做的功大小相等而符号相反,因此,弹性势能等于自势能零点开始外力做功的正值[1]。 取弹簧自由端为势能零点。设弹簧在外力F 的作用下发生形变量x ,将这个形变过程等分成很多小段,如n 段,那么每一小段中可近似认为拉力是不变的。 第1小段形变量22 11111...n x k x F W n x k F n x x =?===?,拉力的功,拉力 第2小段形变量22 222222..2.n x k x F W n x k F n x x =?===?,拉力的功,拉力 第3小段形变量22 333333..3.n x k x F W n x k F n x x =?===?,拉力的功,拉力 第n 小段形变量22 ...n nx k x F W n nx k F n x x n n n n n =?===?,拉力的功,拉力 所以,拉力的总功为

()()2 1. 321.3.2..2222 2 2222222321+=++++=++++=++++=n n n kx n n kx n nx k n x k n x k n x k W W W W W n 当2 2222 12.kx n n kx W n ==∞→时,。因为弹性势能等于自势能零点开始外力做功的 正值,所以弹簧的弹性势能2 2 1kx W E P ==。 2 动能定理法 取弹簧自由端为势能零点。设F 缓慢拉弹簧使其发生形变量x 。缓慢拉动意味着每一个位置都可看作是平衡状态,动能的变化0=?k E 。弹簧的弹力kx F =,因为F 与x 是线性关系,所以弹力的平均值为kx F 2 1 = ,外力F 的平均值也为kx 2 1 ,方向与弹簧弹力方向相反。设弹簧反抗外力做功为W ,由动能定理得 2 2 1 kx x F W W x F -=-=∴=+ 因弹簧弹性势能等于自势能零点开始保守力做功的负值,所以2 2 1kx W E P =-=。 3 积分法 取弹簧自由端为势能零点。设弹簧形变一微小量dx ,弹力做功为dW 。 k x d x F d x dW -=-= 两边积分: ??-=x k x d x dW 0 221kx W -=∴ 所以弹簧的弹性势能22 1 kx W E P =-=。 4 机械能守恒法

弹簧弹力计算公式()

弹力计算公式 压力弹簧 初拉力计算 F0=〖{π3.14×d3}÷(8×D)〗×79mpa F0={3.14×(5×5×5)÷(8×33)}×79=117 kgf 1.压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷; 2.弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm); 3.弹簧常数公式(单位:kgf/mm); K=(G×d4)/(8×D3×Nc) G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ,60Si2MnA钢丝G=7900,磷青铜线G=4500 ,黄铜线G=3500 d=线径(钢丝直径) D=中径 N=总圈数 Nc=有效圈数 F=运动行程(550mm) 弹簧常数计算范例: 线径=5.0mm , 中径=20mm , 有效圈数=9.5圈,钢丝材质=不锈钢丝 K=(G×d4)/(8×D3×Nc)=(7900×54)/(8×203×9.5)=8.12kgf/m m×(F=100)=812 kgf 拉力弹簧 拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。 初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度) 扭力弹簧 弹簧常数:以k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm) 弹簧常数公式(单位:kgf/mm): K=(E×d4)/(1167×D×p×N×R) E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 , 黄铜线E=11200 d=线径(钢丝直径) D=中径 N=总圈数 R=负荷作用的力臂 p=3.1416

弹簧弹力计算A

弹簧弹力计算 压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷; 弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加 1mm距离的负荷(kgf/mm); 弹簧常数公式(劲度系数)(单位:kgf/mm):K=(G×d4)/(8×Dm3×Nc) G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300;磷青铜线G=4500 ;黄铜线G=3500 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 Nc=有效圈数=N-2 弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝 K=(G×d4)/(8×Dm3×Nc)=(8000×24)/(8×203×3.5)=0.571kgf/mm 拉力弹簧 拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同。 拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。 初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度) 扭力弹簧 弹簧常数:以 k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm). 弹簧常数公式(单位:kgf/mm): K=(E×d4)/(1167×Dm×p×N×R) E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 R=负荷作用的力臂 p=3.1416

探究弹簧弹力和形变量的关系-第二版

高一物理导学案 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 一、学习目标: 1.探究弹簧弹力与形变量的关系. 2.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据. 3.学会根据F-x、F-l图像分析有关问题. 二、新课导入: 弹力和弹簧的伸长有什么关系呢? 【进行猜想】 (1)弹力大小与弹簀长度成正比; (2)弹力大小与弹簧的伸长量成正比; (3)弹力大小与弹簧伸长量的平方成正比. 【思考】 为了验证哪种猜测是对的,需要测量什么量?弹力和弹簧的伸长量各是怎样测量的?应该选用哪些实验器材?实验步骤怎样?怎样进行数据处理?应该注意哪些事项? 二、阅读反馈: (一)实验原理和方法 1.弹簧弹力F的确定:弹簧下端悬挂钩码,静止的钩码处于平衡状态,弹力大小与所挂钩码的重力. 2.弹簧的伸长量x的确定:弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用测出,弹簧的伸长量x=. 3.图象法处理实验数据:作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象,根据图象可以分析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系. (二)实验器材 铁架台、毫米刻度尺(米尺)、、钩码(一盒)、三角板、、坐标纸等. 三、探究思考: (三)实验步骤 1.按如图所示安装实验装置,记下弹簧下端不挂钩码时弹簧的长度l0. 2.在弹簧下端悬挂一个钩码,平衡时记下弹簧的总长度,并记下钩码的重 力. 3.增加钩码的个数,重复上述实验过程,将数据填入表格.以F表示弹力, l表示弹簧的总长度,x=_______表示弹簧的伸长量. 1234567 F/N l/cm x/cm (四)数据处理

1.以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x 为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线,如图所示. 2.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,函数表达式中常数即为弹簧的劲 度系数,这个常数也可据F-x 图线的斜率求解,k =ΔF Δx . 3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义. 四、问题精讲: (五)误差分析 1.偶然误差:由于读数和作图不准产生的误差,为了减小偶然误差要尽量_______几组数据. 2.系统误差:弹簧竖直悬挂时未考虑弹簧重力的影响产生的误差,为减小系统误差,应使用_______ 弹簧. (六)注意事项 1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的__________. 2.测量弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于__________时测量,刻度尺要保持__________并靠近弹簧,以免增大误差. 3.描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使__________分布在曲线的两侧. 4.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位. 五、检测练习: 1、以下是某同学所进行的“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验步骤: (1)将一个弹簧的上端固定在铁架台上,竖直悬挂起来,在弹簧下挂一个钩码,记下钩码的质量m 1,此时弹簧平衡,弹力大小为F 1=m 1g ,并用刻度尺测量出此时弹簧的长度l 1,并记录到表格中. (2)再增加钩码,重复上述的操作,逐渐增加钩码的重力,得到多组数据. (3)以力F 为纵坐标,以弹簧长度l x 为横坐标,根据所测的数据在坐标纸上描点. (4)按坐标纸上所描各点的分布与走向,作出一条平滑的曲线(包括直线). (5)根据图线的特点,分析弹簧的弹力F 与弹簧长度l x 的关系,并得出实验结论. 以上步骤中至少有三个不当之处,请将不合理的地方找出来并进行修正. 2、在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F .实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F 与弹簧的形变量x 作出F -x 图

冲压模具弹簧的压缩量和计算【干货】

冲压模具弹簧的压缩量和计算 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 在一套冲压模具中,需要用到比较多的弹性材料,其中包括各种不同规格的弹簧、优力胶、氮气弹簧等,按照不同的需要选用不同的弹性材料。像折弯、冲孔一般用普通的扁线弹簧就可以了,比如棕色弹簧,也称为咖啡色弹簧;如果力量不够就加氮气弹簧,当然成本要高一点;优力胶一般用于拉深模具、整形模具、或整平面度用。 拉深模具用优力胶非常不错,当然也可以选用氮气弹簧。其他的像顶料销、浮块、两用销等一般用线簧或黄色弹簧,只要可以脱料、不把产品顶出印子、顶变形就好了。优力胶的特点就是力量比较均衡,然而其寿命比较短,生产一段时间就可能裂掉了、不行了、萎掉了,因此一般比较少用,通常比较常用氮气弹簧。整平面度优力胶用的多。 弹簧包括扁线弹簧、线簧等,弹簧的目的就是脱料、压料,弹簧力度的大小,关系着模具生产是否顺利、打出来的产品是否合格等。弹簧力量小了,有可能会造成产品变形、模具不脱料、产品不好从模具里面拿出来、带料,刀口、冲头容易磨损等各种问题。 扁线弹簧一般按颜色划分为:棕色、绿色、红色、蓝色、黄色,力量也依次减弱,颜色不同,力量大小就不同,压缩量也不同。 有一个土方法可以计算弹簧的压缩量:事先测量一下弹簧的总高度,再把弹簧放台虎钳中,锁死,然后用卡尺测量一下弹簧被夹死之后剩下的长度,再用弹簧的总长度减去这个数,再除以总长度即可,此方法任何弹簧通用,比如棕色弹簧长度为60mm,被虎钳夹死后应该还剩下45.6左右,然后你再用60减去45.6等于14.4,再用14.4除以60,结果等于0.24,这就是它的压缩量。

弹簧力的计算公式.

压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷; 弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm; 弹簧常数公式(单位:kgf/mm:K=(G×d4/(8×Dm3×Nc G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300;磷青铜线G=4500 ;黄铜线G=3500 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 Nc=有效圈数=N-2 弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝 K=(G×d4/(8×Dm3×Nc=(8000×24/(8×203×3.5=0.571kgf/mm 拉力弹簧 拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同。 拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时初张力=P-(k×F1=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度 扭力弹簧

弹簧常数:以 k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm. 弹簧常数公式(单位:kgf/mm: K=(E×d4/(1167×Dm×p×N×R E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 R=负荷作用的力臂 p=3.1416

后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不 个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。 所需的力称为初张力。

弹簧设计和计算

弹簧设计和计算 一. 弹簧按工作特点分为三组 Ⅰ组:受动负荷(即受力忽伸忽缩,次数很多)的弹簧,而且当弹簧损坏后将引起整个机构发生故障.例如:发动机的阀门弹簧、摩擦离合器弹簧、电磁制动器弹簧等。 Ⅱ组:受静负荷或负荷均匀增加的弹簧,例如安全阀和减压阀的弹簧,制动器和传动装置的弹簧等。 Ⅲ组:不重要的弹簧,例如止回阀弹簧手动装置的弹簧,门弹簧和沙发弹簧等。 二. 按照制造精度分为三级 1级精度:受力变形量偏差为±5%的弹簧,例如调速器和仪器等需要准确调整的弹簧。 2级精度:受力变形量偏差为±10%的弹簧,例如安全阀、减压阀和止回阀弹簧,内燃机进气阀和排气阀的弹簧。 3级精度:受力变形量偏差为±15%的弹簧,不要求准确调整负荷的弹簧,象起重钩和缓冲弹簧、刹车或联轴器压紧弹簧等。 三. 名词和公式 1。螺旋角:也叫“升角”,计算公式是: 螺旋角的正切2 D t tg πα= ; 式中:t---弹簧的节距; 2D ---中径。 一般压缩弹簧的螺旋角α=6~9°左右; 2。金属丝的展开长L= α πcos 1 2n D ≈n D 2π+钩环或腿的展开长;

式中:n 1=弹簧的总圈数; n=弹簧的工作圈数。 3。弹簧指数:是弹簧中径2D 与金属丝直径d 的比,又叫“旋绕比”,用C 来代表,即:d D C 2 = ; 在实用上C ≥4,太小了钢丝变形很厉害,尤其受动负荷的弹簧,钢丝弯曲太厉害时使用寿命就短。 但C 也不能太大,最大被限制于C ≤25。C 太大,弹簧本身重量在巨大的直径上不断地颤动而发生摇摆,同时缠绕以后容易松开,直径难于掌握。一般C=4~9。 弹簧指数C 可按下表选取。 表 弹簧指数C 选择 4.用弹簧应力计算公式的时候,还要考虑金属丝弯曲的程度对应力的影响,而加以修正。这影响强度计算的弯曲程度,叫“曲度系数”,分别用下式表示: 压、拉弹簧曲度系数 C C C k 615 .04414+ --= ; 扭转弹簧曲度系数 4 41 41--=C C k ; 为了便于计算,根据上面两个公式算出K 和K 1值,列成表2: 曲度系数K 和K 1表

圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算

圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算 (一)几何参数计算普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有:外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α及弹簧丝直径d。由下图圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数图可知,它们的关系为: 式中弹簧的螺旋升角α,对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°~9°范围内选取。弹簧的旋向可以是右旋或左旋,但无特殊要求时,一般都用右旋。 圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸计算公式见表([color=#0000ff 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式)。

普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式 参数名称及代号 计算公式 备注压缩弹簧拉伸弹簧 中径D2D2=Cd 按普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列表取标准值 内径D1D1=D2-d 外径D D=D2+d 旋绕比C C=D2/d 压缩弹簧长细比 b b=H0/D2 b在1~5.3的范 围内选取 自由高度或长度 H0H0≈pn+(1.5~2)d (两端并紧,磨平) H0≈pn+(3~3.5)d (两端并紧,不磨 H0=nd+钩环轴向长 度

平) 工作高度或长度 H1,H2,…,H n H n=H0-λn H n=H0+λnλn--工作变形量有效圈数n根据要求变形量按式(16-11)计算n≥2 总圈数n1n1=n+(2~2.5)(冷 卷) n1=n+(1.5~2) (YII型热卷) n1=n 拉伸弹簧n1尾数 为1/4,1/2,3/4整 圈。推荐用1/2圈 节距p p=(0.28~0.5)D2p=d 轴向间距δδ=p-d 展开长度L L=πD2n1/cosα L≈πD2n+钩环展 开长度 螺旋角αα=arct g(p/πD2) 对压缩螺旋弹簧,推荐α=5°~ 9°

(完整版)弹簧弹力计算

弹簧弹力计算 1. 一根弹簧其自由端B 在未挂重物时, 指针正对刻度5. 在弹性限度内, 当挂上80 N 重物时, 指针正对刻度45. 若要指针正对刻度20, 应挂重物的重力为 A. 40 N B . 30 N C. 20 N D. 无法计算 2. 如图所示, 物体静止在水平桌面上, 物体对水平桌面的压力 A. 就是物体所受的重力 B. 压力是由于地球的吸引而产生的 C . 大小等于物体的重力 D. 压力是由于桌面的形变而产生的 3. 如图所示, 光滑的硬杆固定, 杆上穿一个小球. 轻绳一端系在小球上, 在另一端用力F 竖直向下拉, 小球沿杆向下运动, 则 A . 杆对小球的弹力垂直于杆斜向上 B. 小球只受重力和杆对小球的弹力作用 C . 小球受重力、杆对小球的弹力和绳的拉力作用 D. 小球受重力、杆对小球的弹力、细绳的拉力和竖直向下的拉力F 四个力作用 4. 如图所示, 弹簧A 的上端固定, 下端挂一个质量为 5.0 ㎏的小球, 并压在弹簧B 上, 平衡后弹簧A 伸长了1.0 cm, 弹簧B 缩短了2.0 cm. 已知, 弹簧A 的劲度系数为2 200 N/m, 求弹簧B 的劲度系数. 5、如图所示,A 、B 两个均匀球处于静止状态,则它们各自所受到的力的个数别为 ( ) A.3个和4个; B.4个和3个; C.3个和3个; D.4个和4个。 6.一根绳子受150N 的拉力时就会被拉断,若两人沿相反方向用大小相同的力拉绳,要把绳子拉断,每人用的力至少为 A .75N B .300N C .150N D .小于150N 7.如图所示,A 、B 两个物体质量分别为M 和m ,用跨过定滑轮的轻绳相连,A 静止于水平面上,不计摩擦,则A 对绳的作用力的大小与地面对A 的作用力的大小分别为 A .Mg ,(M -m )g B .mg ,Mg C .(M -m )g ,0 D .mg ,(M -m )g 8.三个重量均为10N 的相同木块a 、b 、c 和两个劲度均为500N/m 的相同轻弹簧p 、q 用细线连接如图,其中a 放在光滑水平桌面上。开始时p 弹簧处于原长,木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p 弹簧的左端,直到c 木块刚好离开水平地面为止。 该过程p 弹簧的左端向左移动的距离是(轻弹簧和细线的重量都忽略不 计) A .4cm B .6cm C .8cm D .10cm a p F

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