对齿根应力计算及齿间载荷分布的补充研究

文献［１，２］给了基于边界元计算和回归分析的齿根应力和台间载荷分配计算的新方法。本文补充了其它齿形标准的公式，并对应力齿形系数公式作了简化，同时补充了位移齿形系数和各种轮齿刚度的回归公式。     

非圆形截面钢丝圆柱螺旋弹簧

本文介绍了非圆形截面钢丝圆柱螺旋弹簧的发展状况和使用现状,详细地分析了圆形,椭圆型和菜截面钢丝弹簧的应力分布状态,给出了椭圆形截面圆柱螺簧的设计计算方法,提出了非圆形截面钢丝弹簧今后发展方向。     

不同形态螺旋弹簧在悬架中的应力计算与仿真

针对传统汽车螺旋弹簧计算方法无法实际表达弹簧的工作状况,重新推导了考虑弯矩、扭矩在内的弹簧应力计算公式。用SolidWorks软件建立了满足某款汽车麦弗逊悬架两种不同形态的螺旋弹簧三维模型,并将模型导入到ANSYS Workbench中进行有限元分析,对弹簧的应力公式进行了验证。由有限元分析得到截锥弹簧的强度比圆柱弹簧的好一些,截锥弹簧的刚度比圆柱弹簧的刚度要略低。对于两种弹簧在各阶模态发生最大变形的位置,可以适当增加这些位置的刚度,以便提高汽车的平顺性。最后对两种弹簧的悬架进行谐响应分析,得到截锥弹簧悬架比圆柱螺旋弹簧悬架更稳定。     

圆柱螺旋弹簧防断裂破坏设计与计算

运用断裂力学理论，建立了圆柱螺旋弹簧断裂破坏的应力强度因子判据，提出了静载或变载下圆柱螺旋弹簧防断裂破坏的设计与计算方法，为制订热卷圆柱螺旋弹簧允许表面缺陷的标准提供了理论依据。     

卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力分析及多目标优化设计

卵形截面钢丝螺旋弹簧如今广泛应用于发动机气门弹簧、离合器弹簧等领域.基于弹性理论,对卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力进行分析,提出一种切应力计算方法.弹簧截面扭转基本方程为非齐次偏微分方程.通过换元法、分离变量法及Fourier展开法得到截面扭转切应力,基于半逆解法得到弯曲情况下的切应力,将修正后的扭转切应力和弯曲切应力叠加得到总切应力.通过有限元仿真,验证了计算方法的正确性.基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法(a fast elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)和上述切应力计算方法提出了一种卵形截面钢丝螺旋弹簧多目标优化设计方法.优化结果表明,该方法可以为卵形截面钢丝螺旋弹簧的设计提供参考.     

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...     

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。     

基于ABAQUS分析圆柱螺旋弹簧几何参数对弹簧刚度的影响

在工程中弹簧刚度多采用近似法给出,一般不考虑旋绕比和螺旋升角的影响。文章运用有限元分析软件ABAQUS,建立圆柱螺旋弹簧的有限元模型,计算旋绕比、螺旋升角等参数对弹簧刚度的影响,将分析结果与已有的弹簧刚度公式进行了对比。另外,分析了拉伸载荷下截面剪切应力的分布情况。结果表明,常用弹簧刚度的计算公式更为通用,有限元计算与公式计算结果吻合,仿真过程及结果在弹簧的选用及设计中具有参考意义。     

弹簧刚度和切应力的三维计算

圆柱螺旋弹簧的刚度和切应力计算公式很难记忆,引入正方体体积和长方形面积的概念能使计算变得简单、快捷、方便.     

履带式推土机履带张紧弹簧应力模拟分析

圆柱螺旋弹簧的主要失效形式为疲劳断裂,为了防止断裂失效,需要找出最大应力值及其所在的位置。首先在SolidWorks中建立圆柱螺旋弹簧的模型,并在模型两端分别添加了压板保证力施加的均匀,然后通过SolidWorks与Ansys的无缝连接,采用Ansys workbench分析计算,来测定圆柱螺旋弹簧的应力分布情况。并通过理论计算验证圆柱螺旋弹簧最大应力值及其出现位置。     

多股螺旋弹簧动态计算分析

结合多股螺旋弹簧的静态设计方法,重点考虑动态性能要求,提出一种静态与动态相结合的设计模型.根据多股螺旋弹簧自身质量对运动的影响,推导弹簧虚拟质量的计算方法,并分析多股螺旋弹簧的动态特性,计算多股螺旋弹簧作为复进簧模型的运动规律.按照多股螺旋弹簧的振动位移特性,以多股螺旋弹簧动态工作过程的并圈作为边界条件进行动态设计计算.最后给出一个完整的动态设计计算实例,结果证明了所提出方法的有效性,从而为多股螺旋弹簧动态应用提供了设计依据.     

悬架弹簧工作应力和刚度分析

根据螺旋线空间曲梁理论,对悬架弹簧进行了受力分析,得到了考虑剪切作用影响、转动惯量影响和螺旋升角的刚度计算公式。通过引入修正系数,提高了所得公式的计算精度,并根据公式讨论了螺旋升角对弹簧刚度的影响。有限元分析和试验方法验证了结论的有效性。     

大尺寸非标准碟形弹簧应力应变理论计算与有限元分析

碟形弹簧由于具有良好的非线性减振特性而得到广泛应用,随着电力、石油化工行业的压力容器设备越来越趋向于大型化.对减振性能好、大尺寸碟形弹簧的需求也不断增加,然而大尺寸碟形弹簧直到目前尚无标准设计方法.该研究运用材料力学推导计算了大尺寸矩形截面和非矩形截面碟形弹簧的应力和应变,在给出近似计算公式的基础上,通过实例理论计算与有限元分析法进行比较,计算结果吻合较好,该计算公式简便实用,对工程实际应用具有重要指导意义.     

基于ANSYS的多股螺旋弹簧有限元分析

简单分析多股螺旋弹簧的基本特性。以三股钢丝的多股螺旋弹簧为例,通过有限单元与接触单元的选取和网格的划分,建立多股螺旋弹簧有限元模型。然后对其进行静态受力分析和动态分析计算,分析冲击载荷质量和速度对多股螺旋弹簧性能的影响。结果表明多股螺旋弹簧在动态系统中具有内部振动波,并可能在中间产生并圈现象,为多股螺旋弹簧设计提供了依据。     

冲击载荷下螺旋弹簧质量系统的稳态响应

对冲击栽荷下螺旋弹簧质量系统的稳态响应进行了分析。给出了其弹簧应变的计算公式和其质量块运动规律的一般通式，提出了一种应用多自由度振动理论的近似估算方法，为其抗疲劳设计提供了有效数据。     

多股螺旋弹簧的空间曲线模型研究

通过分析多股螺旋弹簧的成形原理及结构参数,分别采用空间坐标轴变换、坐标轴角度关系、欧拉角度变换三种不同方法建立了多股螺旋弹簧钢丝中心曲线数学模型。以三股钢丝为例,根据建立的空间曲线数学模型和给定的多股螺旋弹簧参数,使用MATLAB软件绘制了多股螺旋弹簧曲线,并利用参数化建模软件Pro/E完成了多股螺旋弹簧的三维实体建模。结果表明,该模型完全符合多股螺旋弹簧的实体模型,为进一步研究多股螺旋弹簧内部的力学特性和研究其动态设计理论提供了重要的理论依据。     

多股螺旋弹簧的动态设计方法

根据多股螺旋弹簧实际动态工作过程的要求，结合静态设计方法，重点考虑动态振动特性，提出了一种动态设计方法。首先确定多股螺旋弹簧的虚拟质量，建立了多股螺旋弹簧的动态模型。在此基础上，将多股螺旋弹簧作为复进簧，对其振动特性进行了分析，以塑性变形作为动态边界条件进行了动态设计约束分析，从而给出完整的多股螺旋弹簧的动态设计过程。实例计算验证了该动态设计方法的可行性和有效性。     

弹簧优化设计方法的相似推广

以一圆柱形压缩螺旋弹簧为例进行优化设计 ,然后根据相似指标 ,通过极为简单的运算 ,将其优化设计成果推广。这样既能满足不同条件的实际需要 ,又能大大地简化弹簧的优化设计过程     

金属橡胶静刚度特性及其力学模型研究

对金属橡胶成形机理和静刚度特性影响因素进行分析,运用螺旋弹簧刚度理论建立了金属橡胶微元弹簧理论模型,并根据试验结果对其进行模型修正。通过理论模型与试验的比较,发现理论模型值与试验值较接近,可以较全面地反映金属橡胶静刚度特性,从而为金属橡胶减振器的设计和金属丝工艺参数的确定提供理论依据。     

Design and Modeling on Stranded Wires Helical Springs

A stranded wires helical spring is formed of a multilayer and coaxial strand of several wires twisted together with the same direction of spiral. Compared with the conventional single wire spring, the stranded wires helical spring has the notable predominance in strength, damping and vibration reduction, which is usually used in aircraft engines, automatic weapons, etc. However, due to its complicated structure, the precise computation of its strength and rigidity need be a correct mathematical model, which then will be imported to finite element analysis software for solutions. Equations on solving geometric parameters, such as external diameters of strands and screw pitches of wires, are put forward in the paper. It also proposes a novel methodology on solving geometric parameters and establishing entity models of the stranded wires helical spring, which provides foundation of computing mechanical parameters by FEA. Then mathematical models on the centre line of the strand and the surface curve of each wire, after closing two ends in a spring, are proposed. Finally, geometric parameters are solved in a case study, and a 3D entity model of a spring with 3 layers and 16 wires is established, which has validated the accuracy of the proposed methodology and the 3D entity mathematical model. The method provides a new way to design stranded wire helical spring.