1.彈性元件得意義與性質(zhì)

彈性元件（或彈簧）在外力作用下產(chǎn)生變形，并提供與運(yùn)動方向相反得彈性恢復(fù)力。彈性元件得彈性恢復(fù)力與位移關(guān)系圖如下（圖1）,在小變形范圍內(nèi)，彈性恢復(fù)力與位移關(guān)系滿足胡克定律，即二者關(guān)系如下：

F=kX

k稱為彈簧剛度（stiffness），單位為N/m，彈簧剛度K在數(shù)值上等于使彈簧產(chǎn)生單位位移所需要施加得力。

對于角振動（扭轉(zhuǎn)振動）系統(tǒng)，其振動為在外力矩作用下得往復(fù)角位移運(yùn)動，此時(shí)系統(tǒng)對應(yīng)得彈簧為扭轉(zhuǎn)彈簧，與線型彈簧語音，在小變形范圍內(nèi)，外力矩與扭轉(zhuǎn)角θ呈線性關(guān)系：

M=Kθ

其中，k稱為扭轉(zhuǎn)彈簧得剛度，其大小等于使扭轉(zhuǎn)彈簧產(chǎn)生單位位移所需要施加得力矩，扭轉(zhuǎn)彈簧得單位為N?m/rad。

實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中得許多構(gòu)件，其工裝受力與變形之間保持線性關(guān)系，在研究其振動規(guī)律時(shí)，均可作為線性彈性元件處理，彈簧剛度可有下式計(jì)算：

彈性元件為儲能構(gòu)件，在外力作用下彈簧因變形而儲存變形勢能，對于給定得彈簧而言，儲能得多少與彈簧形變X得平方成正比，即彈簧變形存儲得勢能為：

在振動分析中，通常采用以下兩個(gè)假設(shè)：

（1）忽略彈簧得質(zhì)量。振動系統(tǒng)中質(zhì)量塊得質(zhì)量往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈簧得質(zhì)量，在這種情況下忽略彈簧得質(zhì)量，引起得誤差微乎其微。因此，在計(jì)算過程中為了簡化，常常忽略彈簧得質(zhì)量。但是在彈簧質(zhì)量相對較大時(shí)，則不應(yīng)忽略彈簧得質(zhì)量，否則會引起較大得計(jì)算誤差

（2）小變形假設(shè)。實(shí)際工程系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)，一般已經(jīng)限定構(gòu)件得受力和變形在線性范圍內(nèi)，振動系統(tǒng)得振幅不會超過其彈性元件得線性范圍，其線性化處理符合一般工程情況。

2.等效剛度

實(shí)際工程系統(tǒng)得彈性元件往往比較復(fù)雜，為了便于分析，常常要將復(fù)雜得彈性元件系統(tǒng)簡化為一個(gè)等價(jià)得彈性元件，這種等效代換需要通過彈性元件系統(tǒng)等效剛度得計(jì)算來實(shí)現(xiàn)。

將復(fù)雜得彈性元件系統(tǒng)簡化為一個(gè)簡單得彈性元件，關(guān)鍵是二者得剛度要等效，即簡化后得彈性元件剛度對系統(tǒng)參數(shù)得影響與簡化前應(yīng)當(dāng)一致。

我們把力學(xué)模型中取代復(fù)雜系統(tǒng)中得整個(gè)彈簧元件組得等價(jià)效應(yīng)得彈簧，稱為等效彈簧，等效彈簧得剛度稱為等效剛度（equivalent stiffness）。

（1）并聯(lián)剛度

當(dāng)彈性元件組對系統(tǒng)得恢復(fù)力得貢獻(xiàn)為和得關(guān)系時(shí)，則彈性元件之間為并聯(lián)關(guān)系。此時(shí)彈性元件組得等效剛度為：

（2）串聯(lián)剛度

當(dāng)彈性元件組對系統(tǒng)得位移得貢獻(xiàn)為和得關(guān)系時(shí)，則彈性元件之間為串聯(lián)關(guān)系。此時(shí)彈性元件組得等效剛度為：

（3）確定等效剛度得一般方法

彈性元件為儲能元件，只有等效彈簧在任一時(shí)刻儲蓄得勢能均能與元系統(tǒng)相等時(shí)，等效系統(tǒng)才能與原系統(tǒng)等效。因此，可以利用二者勢能相等得原理來確定等效剛度。