汽车弹簧全面解析：分类、材料与强度计算

弹簧作为一种常见的弹性元件，广泛应用于机械和电子行业。它能够在受载时产生显著的弹性变形，将机械功或动能转化为变形能。当卸载后，弹簧的变形消失并恢复原状，同时将变形能转换为机械功或动能。弹簧的载荷与变形之比称为刚度，刚度越大，弹簧越硬。

一、弹簧的功能

• 缓冲和减振：例如汽车、火车车箱下的减振弹簧，各种缓冲器的缓冲弹簧等；
• 控制机构的运动：如内燃机中的阀门弹簧，离合器中的控制弹簧等；
• 储存及输出能量：如钟表弹簧、枪闩弹簧等；
• 测量力的大小：如弹簧秤，测力器中的弹簧等。

二、弹簧的分类

根据受力性质，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。

拉伸弹簧（简称拉簧）是承受轴向拉力的螺旋弹簧，一般使用圆形截面材料制造。在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间紧贴无间隙。

压缩弹簧（简称压簧）是承受向压力的螺旋弹簧，使用的材料截面多为圆形，也有使用矩形和多股钢萦卷制的。压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时，弹簧收缩变形，储存形变能。

扭转弹簧和弯曲弹簧则分别承受扭力和弯力。

三、拉伸弹簧强度计算方法

与压缩弹簧类似，拉伸弹簧的强度计算方法也可以根据其最大工作载荷进行计算。

四、弹簧不到位及失效原因

在实际工作中，有时会遇到弹簧不能将运动物体推到设定位置的情况，即弹簧的计算自由长度变短。这通常是因为没有对弹簧进行压缩处理，导致在放开后无法恢复到原来的自由长度。这种现象称为“初压缩量”。一般重复3-6次压缩后，长度不再缩短，即弹簧“定位”。经初压缩后，弹簧发生永久变形。

五、弹簧预防措施

在实际工作中，即使压簧受到超出材料弹性限以外的力，也应能维持其工作长度。因此，成品簧的长度应等于弹簧的计算长度加初压缩量，以避免因簧圈并紧时产生危险应力而导致弹簧示性线发生异常而不到位。在热处理过程中，特别是需要淬硬和回火工艺的情况下，一定要将工件横置（卧）在炉内，以防弹簧因自重作用而变短导致作业不到位。