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弹簧设计的由来及注意事项


一、弹簧设计的由来及注意事项

(1)现在,我们所使用的计算弹簧应力的方法和变形的公式都是从材料力学中推导出来的。随着时代的发展和设计压力,许多以前的经验不再适用。因此,我们必须使用精确的分析技术,加上在生产过程中积累的实际经验,现在更广泛使用的方法是有限元法。
(2)近年来,弹簧有限元法已逐渐开始应用进入,提供了大量有价值的数据。对于两个结构相同的弹簧,在相同的作用力下,对于有效环数较少或螺旋角较大的风力和草动应力弹簧,两种方法得到的结果有很大差异。这是因为随着螺旋角和偏心载荷的增加,弹簧的外径或侧向变形较大,因此应力也较大。目前的设计计算方法不能准确反映,但有限元法能更准确地反映。
(3)此外,在弹簧设计过程中还引入了优化设计。弹簧结构简单,功能简单,节省了影响结构和性能的参数。因此,设计人员长期以来一直采用解析法、图解法或图解法来寻找最优设计方案,并取得了一定的效果。随着计算技术的发展,应用计算机中止非线性规划的优化设计取得了良好的效果。
(4)现在随着spring应用技术的发展,也给研究者带来了许多新的问题。例如,材料、高压和喷丸对疲劳和松弛性能的影响在设计过程中很难确定。这是由实验数据决定的。车辆悬架弹簧的特点是除了具有足够的疲劳寿命外,其永久变形应很小,即抗松弛性能应在规定的范围内,否则由于弹簧变形的不同,车身重心会发生偏移。同时,应考虑环境腐蚀对其疲劳寿命的影响。随着汽车维修周期的增加,对永久变形和疲劳寿命提出了更严格的要求。因此,必须采用高精度的设计方法。有限元方法能够详细预测应力疲劳寿命和弹簧永久变形的影响,能够准确反映材料疲劳寿命和弹簧永久变形之间的关系。
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