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弹簧的设计依据是什么?

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弹簧的设计依据是什么?

发布日期:2021-08-18 编辑: 点击:

1) 弹簧设计的基础是什么?目前,弹簧设计主要采用广泛使用的弹簧应力(应力不是一种力,而是一种压力)和变形计算公式,这些公式是从材料力学中推导出来的。没有一定的实践经验,设计和制造高精度弹簧是非常困难的。随着设计应力的增加,许多以前的经验不再适用,例如,当弹簧的设计应力增加时,螺旋角增加,因此弹簧的疲劳源从内部转移到外部。因此,有必要采用精密分析技术。目前,广泛使用的方法是有限元法。

2) 汽车悬架弹簧的特点是,除具有足够的疲劳寿命外,其变形应较小,即抗松弛性能应在规定范围内,否则车身会发生偏移。同时,还应考虑环境腐蚀对其疲劳寿命的影响。随着车辆维修周期的延长,对车辆的变形和疲劳寿命提出了更高的要求。因此,采用高精度的设计方法。有限元法能够详细预测弹簧应力对疲劳寿命和变形的影响,能够准确反映材料与弹簧疲劳寿命和变形之间的关系。


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3) 近年来,弹簧的有限元设计方法已进入实用阶段。关于螺旋角对弹簧应力的影响以及有限元计算应力与疲劳寿命之间的关系,已有许多实际报告。本发明结构简单,功能简单,节省了影响结构和性能的参数。因此,设计人员采用解析法、图解法或图解分析法,尽快寻求设计方案,并取得了一定的效果。随着计算技术的发展,利用计算机进行非线性规划的优化设计已经取得了良好的效果。

4) 可靠性设计是为保证设计产品的可靠性而采用的一系列分析和设计技术。其任务是在预测和预防可能的产品失效的基础上,使设计的产品达到规定的可靠性目标值。它是对传统设计方法的补充和改进。弹簧设计在可靠性技术的应用方面取得了一些进展,但进一步的改进还需要数据的开发和积累。

5) 随着弹簧应用技术的发展,许多新问题需要设计者关注和解决。例如,材料、高压和喷丸处理对疲劳和松弛性能的影响在设计中难以计算;依赖于测试数据;根据当前设计公式计算的圈数,弹簧刚度值小于设计刚度值。因此,为了满足设计要求,有必要减少有效匝数。


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