卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力分析及多目标优化设计

卵形截面钢丝螺旋弹簧如今广泛应用于发动机气门弹簧、离合器弹簧等领域。基于弹性理论,对卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力进行分析,提出一种切应力计算方法。弹簧截面扭转基本方程为非齐次偏微分方程。通过换元法、分离变量法及Fourier展开法得到截面扭转切应力,基于半逆解法得到弯曲情况下的切应力,将修正后的扭转切应力和弯曲切应力叠加得到总切应力。通过有限元仿真,验证了计算方法的正确性。基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法(a fast elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)和上述切应力计算方法提出了一种卵形截面钢丝螺旋弹簧多目标优化设计方法。优化结果表明,该方法可以为卵形截面钢丝螺旋弹簧的设计提供参考。

非圆形截面钢丝圆柱螺旋弹簧

本文介绍了非圆形截面钢丝圆柱螺旋弹簧的发展状况和使用现状，详细地分析了圆形，椭圆型和菜截面钢丝弹簧的应力分布状态，给出了椭圆形截面圆柱螺簧的设计计算方法，提出了非圆形截面钢丝弹簧今后发展方向。

卵形钢丝螺旋弹簧设计与实验

本篇译文主要介绍卵形钢丝制螺旋弹簧的应力分布，简易设计方法，方程式及实例，并介绍这种钢丝及弹簧的检测办法。

椭圆或卵形钢丝高应力螺旋弹簧设计和制造

采用椭圆及卵形钢丝生产的高应力螺旋弹簧已广泛应用于汽车行业。介绍椭圆及卵形钢丝弹簧设计程序,分析在以弹簧内径、重心径和外径为基准情况下,应力修正系数与旋绕比和长短轴比的关系,确定长短轴尺寸和长短轴比,并对应力峰位置进行研究。椭圆及卵形钢丝高应力螺旋弹簧生产过程中,当倾斜角为20°时,正方向的应力分布与倾斜角为0°相比较低,而反方向的应力较高,其最大应力的增加率,椭圆截面为4.5%,弗兹卵形截面为4.9%;可靠性设计时,优化选材,选用适当的长短轴比和旋绕比,使应力修正系数最小,应力峰角度不大于45°;制造时严格控制喷丸工艺。

用异型截面钢丝卷制螺旋气门弹簧

本文通过对异形截面材料气门弹簧生产过程的研究，指出异形截面材料气门弹簧的生产关键是对卷绕过程材料倾斜的控制，控制材料发生倾斜需要通过通线板，第一顶杆和第二顶杆三者相互配合。生产异形截面材料气门弹簧，还需对原材料的扭转角度进行测量和控制。

椭圆钢丝旋转对弹簧切应力及刚度的影响

由于工艺精度等原因,椭圆钢丝螺旋弹簧的截面会产生绕形心旋转变形。为了研究截面旋转角的影响和计算旋转椭圆钢丝螺旋弹簧的切应力及刚度,基于弹性力学,推导了旋转椭圆钢丝螺旋弹簧切应力模型与刚度模型。通过实例计算和有限元分析可知,切应力计算值与仿真值的最大相对偏差为1.79%,最大切应力及其所在角度以及刚度的计算值与仿真值的相对偏差均小于1%。结果表明,旋转椭圆钢丝螺旋弹簧的切应力及刚度模型是正确的,截面旋转角只影响截面切应力,对刚度无影响;若截面旋转角达到15°,该截面最大切应力较水平椭圆截面增加8.96%,所以提高工艺水平对改善弹簧的寿命及可靠性非常重要。