非线性螺旋弹簧设计及计算程序

采用有限元方法可以精确设计螺旋弹簧并进行优化,但这种方法对设计人员要求较高,弹簧的相关设计参数难以获得,有限元模型的建立和边界条件的定义非常困难。介绍等刚度和变刚度螺旋弹簧的特点。给出非线性弹簧计算工作流程和弹簧刚度计算模块。采用软件对汽车悬架弹簧参数进行计算,弹簧总圈数为8.48,有效工作圈数为7.13,材料直径为16.8 mm。运用Visual Basic语言编写"非线性螺旋弹簧设计、计算"软件,解决了复杂几何形状的非线性螺旋弹簧的设计参数求解问题。

悬架弹簧有限元仿真分析

弹簧工作条件的复杂化和轻量化设计需要精确仿真模拟。边界定义和求解,以及后处理是有限元分析的重点。有限元模型边界定义,不仅影响有限元的求解,而且直接影响仿真的真实性和计算结果的准确性;有限元求解定义的合理性直接影响有限元求解的效率,影响计算结果的合理性;有限元后处理是产品设计合理性判定的依据。以轿车减震器系统采用的麦弗逊结构为例,通过求解得到弹簧自由状态时的有限元模型以及弹簧自由状态下压缩到设计高度时的过程和形状。

非线性螺旋弹簧有限元建模方法

传统的螺旋弹簧设计方法缺乏对弹簧精确的几何形状设计,忽略安装方式对弹簧几何模型的影响,缺少对弹簧工作行程过程中形状变化的控制。介绍应用有限元原理的螺旋弹簧设计方法和弹簧的几何模型建立方法。编写建立弹簧几何模型,有限元模型建立模块,复杂弹簧模型成形模块,求解模块和后处理模块。几何建模过程中,确定轴线和定义螺旋弹簧的中心线,给出弹簧有限元模型的建立准则和几何建模以及有限元模型实例。应用有限元方法的产品设计和优化能够提高设计的可靠性和安全性,降低开发成本,缩短开发周期。

鼓形螺旋弹簧的自振频率

采用Rayleigh能量方法，经过积分求得鼓形弹簧的自振频率，并用等直径弹簧验证计算公式。