圆柱螺旋弹簧轻量化设计探讨

理论推导了空心簧丝圆柱螺旋弹簧受压时的最大剪应力和刚度。基于给出的弹簧实例数据,分析了空心簧丝弹簧的刚、强度性能与重量之间的变化关系。研究结果表明:随着簧丝内径的增加,弹簧刚度逐渐降低;当弹簧刚度下降5%时,弹簧减重22.28%;该点被认为是刚度下降尽量小、重量下降尽量多的最佳设计点..随着簧丝内径的增加,弹簧强度逐渐降低;当弹簧强度下降5%时,弹簧减重21.86%;该点被认为是强度下降尽量小、重量下降尽量多的最佳设计点。

螺旋弹簧的减重试验设计

首先推导了空心簧丝螺旋弹簧受压时的最大剪应力和刚度。然后,分析了空心簧丝弹簧刚、强度性能与重量等之间的变化关系。结果表明:将实心簧丝弹簧设计成等刚度的空心簧丝弹簧后,减重可达20.34%;将实心簧丝弹簧设计成等强度的空心簧丝弹簧后,减重可达19.24%;而且簧丝的空心结构、簧丝外径的微小增加对弹簧的使用几乎没有影响。最后,通过准静态压缩试验验证了空心与实心簧丝弹簧的等刚度性能。