一种求解中凸螺旋弹簧弯曲刚度的有限元方法

介绍了一种利用通用有限元软件求解中凸螺旋弹簧弯曲刚度的方法.在Pro/E中建立该螺旋弹簧实体模型,将其导入ANSYS中得到有限元模型,在此基础上对弯矩与弯曲角度的关系进行了研究,得到了中凸螺旋弹簧的弯曲刚度.同时,研究了弹簧丝直径变化而其他参数不变的同系列中凸螺旋弹簧的弯曲特性.     

圆柱螺旋弹簧刚度特性的有限元分析

介绍了一种利用通用有限元软件ANSYS求解圆柱螺旋弹簧刚度的计算方法.运用在Pro/E中建立的弹簧实体模型,通过Pro/E和ANSYS的转换接口,将弹簧实体模型导入ANSYS中得到了相应的有限元分析模型,对圆柱螺旋弹簧的刚度(垂直刚度、横向刚度、弯曲刚度)进行了有限元分析计算,得到了弹簧的刚度特性,并与理论分析计算结果...     

圆柱螺旋弹簧的计算机辅助设计

计算机辅助设计为圆柱螺旋弹簧的设计提供了一种快速、合理、有效的方法。这种方法的关键是选取较合理的弹簧参数,分析弹簧特性,确定最佳的弹簧零件工作图。这样,圆柱螺旋弹簧的计算机辅助设计可归结为如下三步:一是对圆柱螺旋弹簧参数的优化;二是根据国家标准,进行弹簧特性分析;三是绘制弹簧的零件工作图。     

基于不同载荷的圆柱螺旋弹簧刚度特性分析

运用SolidWorks软件本身的建模功能构建弹簧的三维模型,并对圆柱螺旋弹簧进行有限元分析,通过不同的加载方法（位移加载和直接力加载）,获得不同加载方法下螺旋弹簧的刚度。研究表明：Solid-Works分析软件能够获得足够精度的计算结果,并且位移加载更符合理论计算的结果,为圆柱螺旋弹簧的精确设计和计算提供了可靠的方法和依据。     

圆柱螺旋弹簧的简化设计

本文对国标中弹簧材料抗拉强度数值进行了回归分析。给出了弹簧量最轻时旋绕比值的简化计算公式。     

定力矩扳手圆柱螺旋弹簧的强度可靠性设计

提出了对圆柱螺旋弹簧进行强度可靠性计算的公式及其置信度的分析,并详细介绍定力矩扳手的圆柱弹簧的可靠性设计的应用。通过对弹簧可靠度的计算,可以优化该弹簧的参数,进而确保定力矩扳手的优化设计。     

基于COSMOSWORKS的圆柱螺旋弹簧的应力分析

为了准确的测定圆柱螺旋弹簧的应力分布情况,采用有限元分析软件COSMOSWORKS2007,在SOLIDWORKS中建立某一型号圆柱螺旋弹簧的模型,在模型的两端分别添加了压板,旨在克服圆柱螺旋弹簧在分析过程中加力不准的情况.在对圆柱螺旋弹簧进行网格划分过程中,弹簧和压板采用相同的材料.对一端的压板和螺旋端采用双约束,在另一端添加法向力,分析结果显示,圆柱螺旋弹簧的最大值出现在内侧,通过传统理论的计算方法计算出的理论值和该方法分析的最大值相比较,证明采用COSMOSWORKS分析该模型的方法是准确的.这种方法直观快速的反映出了最大应力值及其出现的位置,为优化设计圆柱螺旋弹簧提供了方便、直观、可靠的参考数据.     

变丝径螺旋弹簧研究

在分析非圆柱螺旋弹簧受力状态的基础上,推导出不同截面处簧丝的应力状况及对应的簧丝直径求解公式.提出了改变簧丝直径的设计思想,并以扁圆形棱柱螺旋弹簧为例,设计恒定丝径和变丝径2种螺旋弹簧.利用ANSYS Workbench进行仿真分析,将2种弹簧在强度、刚度、疲劳特性3方面作对比.结果表明:2种弹簧在工作压力及受力循环次数方面均可满足设计要求,而变丝径方法使得弹簧质量大幅度降低,且材料的力学性能得到更充分的发挥.该种设计思想可广泛应用于机械领域,在新弹簧的设计及减小零件质量方面具有一定的指导意义.     

管件弯曲成形回弹预测模型研究

为提高管件弯曲成形回弹预测精度,根据梁纯弯曲理论对管件横截面的应力应变进行分析,对整个横截面弯矩M而言弹性变形区域弯矩Me可忽略不计,用幂函数硬化模型描述整个横截面的关系,建立了管件回弹角度、回弹后曲率半径预测模型。回弹角度随弹性模量E、管件外径D、材料硬化指数n的增大而减小;随着管件壁厚t、弯曲角度α、材料硬化系数K的增大而增大。部分试验值与理论值的比较表明,回弹预测值与试验值吻合较好,验证了理论分析的正确性与预测模型的有效性。     

基于多目标遗传算法的圆柱螺旋压缩弹簧方案设计

基于圆柱螺旋弹簧的设计特点，建立了解决该类问题的非线性约束多目标优化数学模型。采用NSGA-Ⅱ算法，对圆柱螺旋压缩弹簧进行了优化，验证了多目标优化模型的正确性和实用性，并实现了多方案设计，为弹簧的优化设计与决策奠定了基础。     

A novel shape memory alloy actuated soft gripper imitated hand behavior

The limited length shrinkage of shape memory alloy (SMA) wire seriously limits the motion range of SMA-based gripper. In this paper, a new soft finger without silicone gel was designed based on pre bent SMA wire, and the finger was back to its original shape by heating SMA wire, rather than relying only on heat exchange with the environment. Through imitating palm movement, a structure with adjustable spacing between fingers was made using SMA spring and rigid spring. The hook structure design at the fingertip can form self-locking to further improve the load capacity of gripper. Through the long thin rod model, the relationship of the initial pre bent angle on the bending angle and output force of the finger was analyzed. The stress-strain model of SMA spring was established for the selection of rigid spring. Three grasping modes were proposed to adapt to the weight of the objects. Through the test of the gripper, it was proved that the gripper had large bending amplitude, bending force, and response rate. The design provides a new idea for the lightweight design and convenient design of soft gripper based on SMA.     

碳纤维带状弹簧的特性计算及实验

针对空间展开机构轻量化、小型化、简单化等的发展需求,通过理论分析实例设计了碳纤维带状弹簧,并结合有限元模拟及实验对其屈曲特性进行了研究。首先,根据薄壳弯曲理论推导了各向异性材料下碳纤维带状弹簧的弯矩计算公式,并分析了影响其屈曲特性的敏感参数;然后,针对工程需要进行了单根碳纤维带状弹簧的实例设计,并建立了其有限元分析模型,得出了其弯矩-转角曲线;最后,加工出了碳纤维带状弹簧实物并对其屈曲过程进行了实验研究。结果表明:实验测得的该碳纤维带状弹簧的临界弯矩值为1 237.6Nmm,与理论分析及有限元模拟结果符合的较好,最大误差为8.7%,验证了理论分析及有限元模拟的准确性及一致性,为之后碳纤维带状弹簧的设计及应用提供了理论依据及技术支持。     

Calculative and experimental study of the CFRP tape spring

A tape spring is a thin-walled, straight strip of material with curved cross-section, and the current trend is towards tape springs made of carbon fibre reinforced plastic (CFRP). In this paper, performance of the CFRP tape spring was studied and its bending moment’s calculative formula during opposite-sense bending process was derivated, also, the theoretical formula’s accuracy was assessed by means of detailed, non-linear finite-element analysis. Subsequently, a CFRP tape spring was practical designed and manufactured through twiningmoulding workmanship, and some experiments were conducted to study its bending characters, verifying the validity of the theoretical analysis and finite element simulation perfectly.     

空间铰链用卷尺弹簧弯曲过程的有限元分析

卷尺弹簧铰链以其质量轻、展开可靠性高以及自动锁定等诸多优点在空间展开机构中得到日益广泛的应用.文中以单根卷尺弹簧为例,研究了弹簧正向折叠和反向折叠的弯曲过程,分析了厚度和横截面圆心角对应变能和稳态弯矩的影响规律.其次研究了展开过程中的弯矩变化,定义了冲击比.最后讨论了正反折叠情况下厚度和截面圆心角对冲击比的影响.     

管材无芯弯曲的最小相对弯曲半径

为了系统研究管材弯曲的变形实质,进行大量管材无芯弯曲试验.结合管材弯曲成形中外侧管壁材料切向受拉的变形现象,分别对可能发生的集中性拉伸失稳和分散性拉伸失稳变形进行分析.给出与管材力学性能相关,且受拉伸失稳约束的最小相对弯曲半径的计算公式,可用于工艺计算,并对管材弯曲成形设计和工艺分析具有一定的参考价值.通过相应的试验分析指出,由于管材制造所形成的残余应变使得材料在管型状态下所表现的力学性能有一定变化,因此管材弯曲作为二次塑性变形,其真实硬化模数及力学性能参数对弯曲过程中材料的失稳变形和最小相对弯曲半径的计算具有重要影响.     

Q235-A钢管弯曲回弹角建模与分析

分析Q2 3 5—A钢管弯曲回弹过程 ,利用残余应力分布规律、静力矩平衡条件、变形协调条件等回弹理论推出回弹曲率和回弹角的计算公式 ,计算其回弹角并与实测值比较。比较结果表明 ,弯曲角度和弯曲半径与管子直径比值改变时 ,误差不同。在一定条件下 ,误差在 5 %以内     

弯曲剪应力对轴强度的影响

分析了弯曲剪应力对弯扭组合变形轴主应力强度的影响，推出了考虑该因素影响时第三、第四强度理论的相当应力，并给出了设计公式。结合实例进行了分析比较，指出当轴中传动点距支承较近且扭矩比弯矩大时，剪应力对轴的强度有较大的影响。     

S型折叠式微悬臂梁刚度计算

针对目前没有成熟的设计计算S型折叠式悬臂梁刚度公式的问题,本文利用能量法和胡克定律推导了S型折叠悬臂梁x向、y向和z向的刚度计算公式。推导过程中发现对于复杂的微悬臂梁结构,其转角处的弯矩对最终结果影响较大,不可忽略。在ANSYS中对S型折叠悬臂梁建模,应用有限元法计算了S型悬臂梁的刚度,并和理论公式进行了对比。与有限元法对比显示,公式计算值的相对误差分别为0.67%、1.09%和2.95%,均小于3%。应用图像测位移法对S型悬臂梁进行了x、y向的拉伸实验,实验显示得到的实验值和理论值吻合,表明本文推导的 S型悬臂梁的刚度计算公式合理,能够为该类型悬臂梁的设计和计算提供理论依据。     

油气弹簧节流阀片设计与研究

对油气弹簧节流阀片厚度和节流缝隙设计进行了深入研究，对如何根据阻尼比设计油气弹簧的阻尼系数，如何根据阻尼力系数设计油气弹簧开阀阻尼力和开阀压差，如何由开阀压力差设计油气弹簧节流阀片厚度进行了研究。给出了节流阀片弯曲变形力学模型，并且提出了设计的阀片厚度弯曲变形系数法。对节流缝隙设计进行了研究，对所设计的油气弹簧阻尼特性进行了仿真分析，最后对油气弹簧进行了室内阻力特性试验。