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彈簧設計的發展

發布于:2018-10-20 8:33:38

  目前,廣泛應用的彈簧應力和變形的計算公式是根據材料力學推導出來的。若無一定的實際經驗,很難設計和制造出高精度的彈簧,随着設計應力的提高,以往的很多經驗不再适用。例如,彈簧的設計應力提高後,螺旋角加大,會使彈簧的疲勞源由簧圈的内側轉移到外側。為此,必須采用彈簧精密的解析技術,當前應用較廣的方法是有限元法(FEM)。

  車輛懸架彈簧的特征是除足夠的疲勞壽命外,其永久變形要小,即抗松弛性能要在規定的範圍内,否則由于彈簧的不同變形,将發生車身重心偏移。同時,要考慮環境腐蝕對其疲勞壽命的影響。随着車輛保養期的增大,對永久變形和疲勞壽命都提出了更嚴格的要求,為此必須采用高精度的設計方法。有限元法可以詳細預測彈簧應力疲勞壽命和永久變形的影響,能準确反映材料對彈簧疲勞壽命和永久變形的關系。

  近年來,彈簧的有限元設計方法已進入了實用化階段,出現了不少有實用價值的報告,如螺旋角對彈簧應力的影響;用有限元法計算的應力和疲勞壽命的關系等。

  随着計算機技術的發展,在國内外編制出各種版本的彈簧設計程序,為彈簧技術人員提供了開發創新的便利條件。應用設計程序完成了設計難度較大的弧形離合器彈簧和鼓形懸架彈簧的開發等。

  随着彈簧應用技術的開發,也給設計者提出了很多需要注意和解決的新問題。如材料、強壓和噴丸處理對疲勞性能和松弛性能的影響,設計時難以确切計算,要靠實驗數據來定。又如按現行設計公式求出的圈數,制成的彈簧剛度均比設計剛度值小,需要減小有效圈數,方可達到設計要求。



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