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。

特殊卷簧的刚度及应力分析

针对特殊卷簧在工作40万次后发生疲劳破坏的问题,为计算其所受最大转矩及在该最大转矩作用下所受最大应力,基于HyperMesh和ANSYS联合仿真有限元分析方法,对该卷簧的刚度及所受应力情况进行分析计算。根据有限元计算及理论分析结果得出:卷簧在工作过程中簧圈发生接触,接触前刚度随施加转矩呈非线性增长,接触后刚度随施加转矩呈线性增长,其所受最大应力位置在中间簧圈内表面。该特殊卷簧有限元计算结果可为行业标准的补充、修订提供一定参考。

涡卷簧用扁钢丝轧制开裂原因分析

涡卷簧用65Mn扁钢丝轧制过程中开裂。对开裂扁钢丝成品进行金相检验、扫描电镜及能谱分析。结果表明:扁钢丝心部组织为索氏体和少量珠光体及半网状、小块状的铁素体,在裂纹附近存在C、Mn富集。开裂的原因是盘条表面增碳,使扁钢丝表面层形成大量条带状分布的大块状碳化物。拉拔变形过程中块状碳化物处易形成微裂纹,进而在轧制压扁阶段,微裂纹扩展、合并形成宏观裂纹。连铸中间包浇注后期,液面波动造成的间隙性保护渣卷入铸坯是形成盘条表面局部增碳的重要原因。

涡卷弹簧用冷轧扁钢丝表面缺陷及成因分析

冷轧扁钢丝表面缺陷对涡卷弹簧质量有重要的影响。常见的表面缺陷有疤状、纵向裂纹、侧边裂纹、机械损伤及轧制面凹坑等。多数表面缺陷是原材料缺陷遗传的结果。生产及运输过程中,钢丝与其他物体之间的剧烈滑动摩擦是造成钢丝表面擦伤、纵向划伤等机械损伤缺陷的原因,表面擦伤、纵向划伤缺陷的显微组织存在白亮硬化层。硬质物体被轧辊压入钢丝是轧制面凹坑缺陷形成的主要原因之一。

面向通风需求的涡簧储能系统设计及运行方式分析

以节能为目的探究新型能源获取及存储方式,选择机械储能中的弹性储能为储能方式,以地下车库升降机械下降过程中的重力势能为能量来源,以地下车库通风(排烟)机为负载,以平面涡卷弹簧(简称"涡簧")为核心储能原件进行重力势能的二次回收利用,借助Solid Works软件设计涡簧储能装置结构,在刚体动力学理论基础上建立储能系统运动方程,通过Matlab编程分析储能系统的运行方式。研究结果表明涡簧储能装置不仅能实现能量有效的可控输入与输出,还可以运用在重力势能收集场合,在此过程中涡簧储能装置储能效率随涡簧组中涡簧个数的增加而增加,随储能次数的增加而增加,涡簧输出功率随着涡簧释放速度而动态变化。