題組內容
三、如圖 2 所示,某工廠蒸汽主管路裝設一直接式安全洩壓閥,其閥瓣由一螺旋壓縮彈簧壓緊於閥座上。已知閥座(閥瓣受壓)有效直徑 Dv = 32 mm ;設定開啟壓力(閥瓣開始離座) p1 = 1.2 MPa ;全開壓 力 p2 = 1.5 MPa ,此時閥瓣升程(彈簧再壓縮量)為 6 mm ;彈簧線徑 d = 8 mm ,平均圈徑 D = 48 mm ;彈簧材料為油回火鉻釩合金鋼絲 ,其剪彈性模數 G = 79.3 GPa 、 Sut = 1383 MPa ;兩端 (ASTM A232) 為「並緊且磨平」 (squared and ground) ;壓實餘隙(clash allowance) 取全開變形量之 15%。試回答以下問題:

提示:
(a)彈簧指數: \( c = \frac{D}{d} \);Bergsträsser 曲率修正因子: \(K_B = \frac{4C+2}{4C-3}\)
(b)彈簧之最大剪應力:\( \tau = K_B \frac{8FD}{\pi d^3} \)
(c)彈簧常數: \(k = \frac{Gd^4}{8D^3N_a}\), N a 為有效(活動)圈數
(d)兩端並緊磨平:總圈數 Nt = N a + 2 ;實體長度 Ls = dN t
(e)挫曲判據(兩端平行且固定,squared and ground 置於平行座面) : L 當\( \frac{L_0}{D} \)< 5.26 時不致挫曲
(四)檢核該彈簧之挫曲安全性;並檢核「若彈簧被意外壓至實體長度」 時是否會產生永久變形。(4 分)