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拉伸弹簧的有限元设计方法创造了实用价值



例如,五金弹簧的设计应力提高后,螺旋角加大,会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。为此,须采用弹簧精密的解析技术,当前应用较广的方法是有限元法。车辆悬架弹簧的特征是除足够的疲劳寿命外,其变形要小,即抗松弛性能要在规定的范围内,否则由于弹簧的不同变形,将发生车身重心偏移。
同时,要考虑环境腐蚀对其疲劳寿命的影响。随着车辆保养期的增大,对变形和疲劳寿命都提出了更严格的要求,为此必须采用高精度的设计方法。有限元法可以详细预测弹簧应力疲劳寿命和变形的影响,能准确反映材料对弹簧疲劳寿命和变形的关系。


近年来,拉伸弹簧的有限元设计方法已进入了实用化阶段,出现了不少有实用价值的报告,如螺旋角对压缩弹簧应力的影响;用有限元法计算的应力和疲劳寿命的关系等.所示为用现行设计方法计算和有限元法解析应力的比较。对相同结构的弹簧,在相同载荷作用下,有效圈少的或螺旋角大的高应力压缩弹簧的应力,两种方法得出的结果差别比较大。这是因为随着螺旋角的增大,加大载荷偏心,使弹簧外径或横向变形较大,因而应力比较大。用现行的设计计算方法不能确切地反映,而有限元法则能较为确切地反应出来。
   

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