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彈簧的設計到底依據什麽推導出來的?


一、彈簧的設計到底依據什麽推導出來的?

(1)彈簧的設計到底依據什麽推導出來的?目前來說,彈簧設計主要是采用了廣泛應用的彈簧應力(應力不是力,而是一種壓強)以及變形計算公式是從材料力學中推導出來的,沒有一定的實踐經驗,高精度彈簧的設計和製造是很困難的,隨著設計應力的增加,以往的許多經驗不再適用,例如:當彈簧的設計應力增大時,螺旋角增大,使彈簧的疲勞源由內側向外側轉移,因此有必要采用精密分析技術,目前廣泛使用的方法是有限元法。
 
(2)汽車懸架彈簧的特點是除了具有足夠的疲勞壽命外,其永久變形應較小,即抗鬆弛性能應在規定的範圍內,否則車身重心會發生偏移。同時,還應考慮環境腐蝕對其疲勞壽命的影響。隨著車輛維修周期的延長,對車輛的永久變形和疲勞壽命提出了更高的要求。因此,必須采用高精度的設計方法。有限元法能較詳細地預測彈簧應力對疲勞壽命和永久變形的影響,能準確地反映材料與彈簧疲勞壽命和永久變形的關係。
(3)近年來,彈簧的有限元設計方法已進入實用階段,有關螺旋角對彈簧應力的影響、有限元計算應力與疲勞壽命的關係等方麵的實用報道較多設計過程。該彈簧結構簡單,功能簡單,節省了影響結構和性能的參數。為此,設計人員采用解析法、圖解法或圖解分析法,及早尋求最優設計方案,並取得了一定的效果。隨著計算技術的發展,利用計算機進行非線性規劃的優化設計取得了良好的效果。
 
(4)可靠性設計是為保證設計產品的可靠性而采用的一係列分析設計技術。其任務是在預測和預防產品可能失效的基礎上,使設計產品達到規定的可靠性目標值。它是對傳統設計方法的補充和改進。彈簧設計在可靠性技術的應用方麵取得了一定的進展,但進一步的改進需要數據的開發和積累。
 
(5)隨著彈簧應用技術的發展,許多新的問題需要設計者關注和解決。例如,材料、強壓和噴丸處理對疲勞和鬆弛性能的影響在設計中很難準確計算;依賴於試驗數據;根據現行設計公式計算的圈數,彈簧剛度值小於設計剛度值,因此,為了滿足設計要求,需要減少有效匝數。
 
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