弹簧设计发展

  目前,广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的.若无一定的实际经验,很难设计和制造成出高精度的弹簧,限着设计应力的提高,以往的很多经验不再适用,例如,弹簧的设计应力提高后,螺旋角加大,会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧.为此须采用精密弹簧的解析技术,当前应用较多的方法是有限元法.

  车辆悬架弹簧的特征是除足够的疲劳寿命外,其变形要小,即抗松弛性难要在规定的范围内,否则由于弹簧的不同变形,将发生车身重心偏移.同时.要考虑环境腐蚀对其疲劳寿命的影响.限着车辆保羊期的增大,对变形和疲劳寿命都提出了更严格的要求.为此必须采用高精度的设计方法,有限元法可以详细测试弹簧应力疲劳和变形的影响,能准确反映材料对弹簧疲劳寿命和变形的关系.

  近年来弹簧厂的有限元设计方法已进入了实用化阶段,出现了不秒有关用价值的报告.如螺旋角对弹簧应力的影响;用有限元法计算的应力和疲劳寿命关系等.

  用现行设计方法算和有限元法解析应力的比较.对相同结构的弹簧,在相同载苛作用下,可以看出,有较圈少的或螺旋角大的高应力弹簧的应力,两种方法得出的结果相差比较大.这是因为随着螺旋角的加大,加大载荷偏心,使弹簧外径或横向变形较大,因而应力也较大.用现行的设计计算方法不能确切的反应,而有限元法则能较为确切的反应出来.

  弹簧有限元分析法,在弹簧技术水平较高的国家虽也进入实用化,我国虽有这方面的技术开发,但尚没形成实用模型.

  另外,在弹簧的设计进程中还引进了优化设计,弹簧的结构较为简单,功能单纯,影响结构和性能的参变量少,所以设计者很早就运用解析法,图解法或图解分析法录找更好的设计方法,并取得了一定成果,限着计算技术的发展,利用计算机进行非线性规划的弹簧设计取得了成效.

  可靠性设计的产品的可靠性而采用的一系列分析与设计技术,它的工能是在测和防产品可能发生帮障的基础上,使所设计的产品达到规定的可靠性目标值,是传统设计方法的一种补充和完善,弹簧设计在得用可靠性技术方面取得了一定的进展,但要进一眇完善,需要数据的开发和积累.