缓冲弹簧的设计与应用

对自动锁螺钉机螺丝刀杆柔性套合机构的缓冲弹簧进行了设计。介绍了缓冲弹簧的结构,确定了最大负荷,计算了性能参数。应用这一缓冲弹簧,可以有效防止螺钉表面被划伤,保证螺钉自动化批量装配的质量。

基于HyperMesh和ANSYS的特殊卷簧的结构优化

针对汽车坐垫调角器用特殊卷簧在工作过程中最大应力超过许用应力及簧圈之间发生接触导致卷簧疲劳寿命降低的问题,文章以该卷簧最大应力满足强度要求及簧圈之间不接触为优化目标,基于HyperMesh和ANSYS联合仿真,对其结构参数及材料选用进行优化,并对优化前后卷簧的应力及接触情况进行对比分析。仿真结果表明:优化后卷簧最大应力小于材料许用应力,满足强度要求,且工作过程中簧圈之间未发生接触。本优化方案可对该类特殊型式卷簧的结构优化提供参考。

基于计算高度修正方法的圆柱螺旋弹簧横向刚度研究

通常螺旋弹簧横向刚度计算的理论值与试验值偏差较大,通过理论推导分析标准BS EN13906-1推荐的计算公式发现:螺旋弹簧计算时的高度对其横向刚度影响较大,同时不同长细比的弹簧依据规范公式计算的偏差大小不一;螺旋弹簧在不同垂向压缩比下,其横向刚度并非是一个常量,呈现一定的相关性。通过引入计算高度及其修正条件,并采用有限元方法和试验验证,表明采用修正方法计算的弹簧横向刚度值与试验值最为接近,最大偏差不超过15%,可以满足工程应用的需要。

高速动车组轴箱弹簧疲劳失效机理研究

自哈大高速铁路开通以来,某动车组转向架发生轴箱弹簧断裂故障多起,断口均位于第一工作圈距弹簧端部60mm处,断裂弹簧的平均寿命里程为165万km。本文通过断口形貌分析、弹簧在线载荷识别以及接触应力有限元仿真,对该轴箱弹簧的失效原因进行了分析。断口的宏、微观分析表明,弹簧发生了典型的疲劳断裂。将轴箱弹簧标定为测力弹簧,在运用线路上实测了弹簧垂向载荷和横向载荷时间历程,结果表明,该弹簧运用中未受到超出其动态设计规范的冲击载荷,其垂向和横向载荷均为随机动载荷,其中垂向载荷最大幅值为3.72kN,横向载荷最大幅值为1.18kN。利用ABAQUS有限元程序仿真分析了弹簧接触应力随垂向和横向载荷的变化规律,结果表明,第一工作圈距弹簧端部60 mm处的等效接触切应力值最大,与实际断裂位置相吻合。

记忆合金螺旋弹簧的性能测试及设计方法

用作者研制的记忆特性测试仪对Cu-Zn-Al形状记忆合金螺旋弹簧进行测试,以其结果为依据,介绍了螺旋弹簧的设计方法。同时还指出了在使用形状记忆合金元件时必须注意的若干问题。

形状记忆合金螺旋弹簧的设计方法

介绍了形状记忆合金螺旋弹簧的设计原理、方法及发展现状，对三种常用的设计方法进行了讨论。

基于NSGA-Ⅱ遗传算法的高速动车组轴箱弹簧可靠性稳健设计

为提高高速车辆零部件的可靠性和稳健性,结合可靠性优化设计理论和稳健设计方法,将可靠性灵敏度融入轴箱弹簧的可靠性稳健优化设计模型中,并将其归结为多目标优化问题。采用NSGA-Ⅱ遗传算法对数值算例进行计算,获得其Pareto解,根据经验和目标函数的重要性从中选出优化设计最满意的解。分析结果表明:在轴箱弹簧进行可靠性稳健优化设计后,降低了弹簧的质量,提高了弹簧的可靠性,同时使弹簧的可靠性对各基本设计参数的灵敏度数值明显降低,轴箱弹簧的安全可靠性和稳健性得以提高,验证了该设计方法的实用性和有效性。

圆柱螺旋弹簧刚度的稳健性设计

稳健性设计是一种保证产品质量、降低成本的有效设计方法 ,在工业发达国家受到极大重视。就稳健性设计思想和方法作了概述 ,在此基础上提出了稳健性设计的一般数学模型 ,然后对圆柱螺旋弹簧刚度开展稳健性设计 ,提高了圆柱螺旋的设计质量。

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。

螺旋管簧的可靠性优化设计

讨论了螺旋管簧的可靠性优化设计问题。在基本随机变量的概率特性已知的情况下 ,采用二阶矩法和可靠性优化设计方法对螺旋管簧进行了可靠性优化设计 ,通过计算机程序可以直接实现螺旋管簧的可靠性优化设计 ,迅速准确地得到螺旋管簧的可靠性优化设计信息。

并联组合弹簧的力学性能分析

在工程实际中,为了改善弹簧的使用性能和特殊要求,常采用由多根螺旋弹簧构成的组合弹簧.本文主要由密圈弹簧理论出发,详细讨论了工程上广为采用的并联圆柱螺旋组合弹簧的轴向变形、横向变形、复合应力、压簧稳定性、自由振动频率及疲劳强度的性能.给出了能够便于工程应用的计算公式.

预应力圆柱螺旋弹簧弯曲弹性特性研究

研究了预应力圆柱螺旋弹簧的弯曲弹性变形特性。通过对弹簧圈进行受力分析,利用材料力学的相关理论,推导了弹簧在受到弯矩作用时弯矩与弯曲角度之间的关系,得出了弹簧弯曲角度的计算公式,并对参数进行了优化。通过试验验证,表明所提出的公式精度较高,能满足工程设计的需要,为后续弹簧系统的动力学性能研究奠定了基础,同时也为新弹簧的设计提供了一定的理论依据。

基于遗传算法的圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性优化设计

针对传统优化设计的局限性 ,通过应用模糊设计理论和可靠性设计理论 ,建立弹簧的模糊可靠性优化设计的数学模型 ,并采用遗传算法对其进行优化。研究表明 ,遗传算法在弹簧的优化设计方面 。

基于盲数的螺旋弹簧可靠性计算

基于未确知理论中盲数的概念和运算规则 ,建立了盲数强度应力可靠度计算模型 ,并用 L ab VIEW语言编写了相应的计算程序。通过螺旋弹簧的实际可靠度计算 ,并与传统可靠度设计进行了对比分析 ,验证了模型的有效性和实用性。

面向数控绕簧机的CAM软件开发

介绍了运用VisualBasic语言开发数控绕簧机CAM软件的思路和过程。该软件采用图形对话菜单完成弹簧参数的输入,自动生成数控绕簧机上绕制弹簧所需的刀具、凸轮布置图及加工程序,提高了数控绕簧机的生产效率和自动化程度。

截锥螺旋压缩弹簧在SS8电力机车上的应用研究

通过对弹簧参数的优化设计,经试验检测及装车应用,结果显示改进后的机车截锥螺旋压缩弹簧设计工作高度与原设计(原设计指圆柱螺旋压缩弹簧,下同)接近;工作负荷下弹簧变形量低于原设计;每件弹簧设计减重(2～3)kg;强度、径向稳定性皆满足设计要求。试验表明,该新型弹簧完全可以应用于铁道机车车辆。

振动磨机隔振弹簧的疲劳强度可靠性分析

ＺＭ２８００振动磨机的隔振弹簧除了承受磨机重量之外，还受到沿圆周方向变化的激振力作用，是磨机的关键易损零件之一。通过对其进行疲劳强度可靠性分析，对危险截面水平和垂直方向的交变应力进行综合计算，认为将现设计的弹簧丝直径从３５ｍｍ减至３０ｍｍ，仍能保持其可靠度为９９．９９９％。

MEMS用平面弹簧结构形状与刚度关系的研究

平面微型弹簧是微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)中一种常用的弹性元件。在平面微型弹簧的设计与应用中,弹簧的刚度系数是其一个非常重要的参数。弹簧的刚度系数是由弹簧的形状、结构、尺寸和弹簧的材料确定的。利用材料力学的能量法,研究平面微型弹簧基本结构、形状和其刚度系数的关系,为设计平面微型弹簧提供理论指导。

双质量飞轮的弧形弹簧角刚度计算及优化设计

针对汽车传动系扭转振动的减振问题,根据某C级轿车性能参数,通过推导并运用弧形螺旋弹簧的角刚度公式,提出了以角度为主要变量的弧形螺旋弹簧优化设计方法;考察了双质量飞轮各参数对传动系统固有特性的影响,并通过仿真,分析了在典型工况下各参数对减振效果的影响;设计了适合该型车的双质量飞轮式扭振减振器,建立了仿真模型,通过扭振仿真对所设计的双质量飞轮进行了分析;最后,在实验台上进行了扭振减振测试实验,结果表明减振效果达到了设计要求。

空间受限的引信圆柱螺旋压缩弹簧设计反推算法

对于已知参数少的引信圆柱螺旋压缩弹簧,用普通弹簧基本公式计算法和一般引信弹簧试算法设计时,会使设计计算比较盲目,需要反复试算,计算量大.基于一般引信弹簧试算法,提出一种只给出空间尺寸、平均抗力要求及相应检验高度、全压缩高度等参数弹簧设计的反推算法.算法根据已知条件和弹簧设计的取值约束条件,利用相关计算公式反向推算出弹簧的结构参数.用普通弹簧基本公式计算法和一般引信弹簧试算法验证了反推算法所计算出的弹簧参数值的正确性.反推算法避免了由于某些量的不确定而导致的不断重复试算,不但适用于同时有芯杆和驻室导向件等空间尺寸有约束情况下的圆柱螺旋压缩弹簧设计,而且适用于只有芯杆或只有驻室导向件的圆柱螺旋压缩弹簧设计.