江蘇廣播電臺在2019年3?15期間對某知名汽車品牌E級轎車連續(xù)出現(xiàn)減震器斷裂事故(××減震門)進(jìn)行了跟蹤報道,汽車懸架系統(tǒng)上都裝有減震器(如圖甲),減震器一般和彈簧配合使用進(jìn)行共同減震(結(jié)構(gòu)簡圖如圖乙),當(dāng)汽車壓下時彈簧被壓縮,同時減震器中活塞向下運動,擠壓減震器內(nèi)部注入的油液,由于擠壓作用,油液會在上下兩個工作缸內(nèi)上下流動,從而產(chǎn)生一定的阻力,減弱汽車的上下振動,改善汽車行駛的平順性和舒適性。如果來自外界的力過大時,彈簧迅速壓至最低位置,減震器壓到底部,出現(xiàn)減震器斷裂造成汽車底盤觸及地面等嚴(yán)重交通事故。
在一般召回處理策略中,有些廠商采用更換減震彈簧的方式去加以鞏固。通過查閱資料發(fā)現(xiàn),對于某種材質(zhì)的彈簧在壓縮或伸長時其形變量的影響因素及實驗數(shù)據(jù)如表。
試驗次數(shù) |
彈簧長度L/m |
橫截面積S/cm2 |
所受拉力F/N |
伸長量ΔL/cm |
1 |
1 |
0.05 |
500 |
0.8 |
2 |
1 |
0.10 |
500 |
0.4 |
3 |
2 |
0.05 |
500 |
1.6 |
4 |
2 |
0.05 |
1000 |
3.2 |
5 |
4 |
0.10 |
1000 |
3.2 |
6 |
4 |
0.20 |
1000 |
1.6 |
(1)在一次對汽車的減震測試中,對汽車輪胎都使用了一套這樣的組合減震器。使用的減震器內(nèi)部自平衡狀態(tài)向下移動的最大長度為10cm,外部配備由該材質(zhì)制作了長度為0.5m,橫截面積為0.08cm
2的減震彈簧。在經(jīng)過某顛簸路段時,對某個減震器產(chǎn)生了2.5×10
4N的壓力,恰好將其推到了底端;
①該材料發(fā)生形變時,伸長量的表達(dá)式為
(比例常數(shù)可用k表示,不用求出);
②通過分析數(shù)據(jù),減振彈簧受到的最大壓力為
2×104
2×104
N;
③這個減震器在此過程中產(chǎn)生的平均阻力至少為
5×103
5×103
N;
(2)某次低速測試時,該研究小組繪制了汽車行駛中牽引力與速度的關(guān)系圖像(如圖丙),試求在本次測試中汽車發(fā)動機每分鐘所做的功的大小為
2×108
2×108
J。