Dokumenteret lineært stivhedsark for elastomerfjedre
Beregn tyngdeafvigelse og udæmpet egenfrekvens for lineærmodel ud fra en dokumenteret eller målt ækvivalent aksial stivhed og den understøttede masse tildelt samme koordinat.
Kontrollerede input
Brug en ækvivalent stivhed for den faktiske fjedermontering, akse, forspænding og randbetingelse. Et kraft/afvigelse-par giver kun en sekantstivhed for det pågældende par.
Reference lineærmodel resultat
Ligninger og modelgrænser
For en positiv ækvivalent translationsstivhed K og effektiv understøttet masse M i en lineær en-frihedsgrads-model:
Arket bruger konventionel standardtyngde g0 = 9,80665 m/s² præcist kun for referencevægten og tyngdeafvigelsesidentiteten. Lokal tyngde kan erstattes uden for dette ark, når det kræves.
Et kraft/afvigelse-par producerer en sekantstivhed mellem de to angivne punkter. Det er ikke automatisk tangentstivheden, der styrer små forstyrrelser, og det er ikke automatisk den dynamiske lagerstivhed, der styrer en vibrationstest.
Præcis enhedsnormalisering
Beregning udføres i N/m, kg og m. De præcise baser er 1 in = 0,0254 m, 1 lbm = 0,45359237 kg og 1 lbf = 0,45359237×9,80665 N. Derfor 1 N/mm = 5,710147154733… lbf/in, ikke 0,00571015 lbf/in.
Referencekontrol
| Input | K | δlin | fn |
|---|---|---|---|
| K = 100 N/mm; M = 100 kg | 100000 N/m | 9,80665 mm | 5,03292121045 Hz |
| F = 1000 N; Δ = 10 mm; M = 100 kg | 100 N/mm | 9,80665 mm | samme lineære model |
Hvad Shore A fastslår og ikke fastslår
ISO 48-4:2018, bekræftet i 2024, specificerer en målemetode til indtrykningshårdhed ved brug af Shore-durometre. Den offentliggør ikke en universel fjederstivhedsligning for en færdig monteret ophængning i sin offentlige omfang. ASTM D2240-15(2021) karakteriserer eksplicit durometerhårdhed som en empirisk kontroltest og siger, at der ikke findes et simpelt forhold mellem den målte indtrykningshårdhed og en fundamental materialeegenskab.
En historisk Gent-korrelation mellem Shore-hårdhed og Youngs modul er en approksimerende materialekorrelation, ikke en komplet ophængningsmodel. At omsætte den til en ophængningsstivhed kræver desuden antagelser om sammensætningsrespons, geometri, binding/ friktion, kompressibilitet og deformation. Dette regneark implementerer derfor ikke denne korrelation.
Statisk versus dynamisk elastomeradfærd
ASTM D5992-96(2024) dækker vibrerende metoder til måling af gummistivhed, dæmpning og dynamisk modul, herunder tests på produkter i fuld skala. En statisk katalogstivhed kan ikke stiltiende behandles som dynamisk lagerstivhed. Registrer temperatur, forspænding, frekvens og amplitude med hver stivhedsværdi.
Kildeklassifikation
| Påstand | Klassifikation | Inspektionskilde |
|---|---|---|
| Shore A er indtrykningshårdhed målt med et durometer | Nuværende standardomfang; ingen stivhedsligning udledt | ISO 48-4:2018, udgave 1, gældende og bekræftet 2024 |
| Durometerhårdhed er empirisk og har intet simpelt forhold til en fundamental egenskab | Nuværende ASTM-betydning/brugsudtalelse | ASTM D2240-15(2021), aktiv; revideringsarbejde udvikles separat |
| Dynamisk gummistivhed/dæmpning/modul kræver vibrerende målemetoder og -betingelser | Nuværende ASTM-guide-omfang | ASTM D5992-96(2024), aktiv |
| δ = Mg/K og ωn = √(K/M) | Generel lineær SDOF-mekanik; ikke en ISO-formel til ophængningsvalg | MIT OCW 2.003SC Engineering Dynamics, Recitation 10, gengivet side 1 |
| normalisering af tomme, pund-masse og pund-kraft | Metrologi og eksakte definitioner | NIST SP 811 Appendix B.8; BIPM 3rd CGPM Resolution 2 |
ISO 48-4:2018 officielt kort — udgave, status, bekræftelse og offentligt omfang.
ASTM D2240-15(2021) — aktiv durometerhårdhedsmetode og offentlig betydnings-/brugsudtalelse.
ASTM D5992-96(2024) — aktiv dynamisk testguide og offentligt omfang.
MIT OCW Recitation 10 noter — lineær fjeder tyngdekraftsdeflektion og udæmpet egenfrekvens.
NIST SP 811 Appendix B.8 og BIPM 3rd CGPM Resolution 2 — eksakt enheds- og konventionel tyngdeacceleration-basis.
Adgang: 15. juli 2026. MIT PDF-siden blev gengivet og visuelt inspiceret. Kun offentlig ISO/ASTM omfang/status tekst blev brugt; ingen utilgængelig klausul, koefficient eller grænse blev opfundet.
