彈簧設計
目前,廣泛應用的彈[Dan]簧應力和變形的計算公式是(Shi)根據(Ju)材料力學推導出來的,若無[Wu]一定的實際(Ji)經驗,很難設[She]計和制造出高精[Jing]度的彈(Dan)簧。随着[Zhe]設計(Ji)應力的提[Ti]高(Gao),以往的很多經驗适[Shi]用。例如,彈簧的設計應力提高後,螺(Luo)旋[Xuan]角加大,會使彈簧的疲勞源由簧(Huang)圈的内側轉移到外側(Ce)。為此(Ci),必須采用精密的解析技術,當前應用較廣(Guang)的[De]方法是有限[Xian]元(Yuan)法(FEM)。
車輛懸架彈簧[Huang]的特征是除(Chu)足夠[Gou]的疲勞壽命外,其(Qi)變形要小,即抗松弛(Chi)性能要在規定的(De)範圍内,否則将(Jiang)發生車身重心偏移。同時,要考[Kao]慮環境腐蝕(Shi)對(Dui)其疲勞[Lao]壽(Shou)命的(De)影響。随着車輛保養期的增大,對變形和疲勞[Lao]壽命都提出(Chu)了更[Geng]嚴格的要求,為此(Ci)必須采用高精[Jing]度的設計方法。有限[Xian]元法[Fa]可以詳細預[Yu]測[Ce]彈簧應力對疲勞壽(Shou)命和變形的[De]影(Ying)響,能準确反[Fan]映材料對彈(Dan)簧疲勞壽命和[He]變形(Xing)的關系。
近年來,彈簧的有限元法設計方法進入實用化階段,出現了不少有實用價值的報告,如螺旋[Xuan]角對(Dui)彈簧應力的影(Ying)響;用有限元法計算的[De]應力和疲勞(Lao)壽命的關系等。
另外,在彈簧的設計過(Guo)程中還引進了優化設計。彈(Dan)簧的結構較為簡單,功能單純[Chun],影響結構(Gou)和性能[Neng]的參變量省[Sheng],所以設計者很(Hen)早就運[Yun]用(Yong)解析法、圖解法或圖(Tu)解分(Fen)析法尋(Xun)求最優設計方案(An),取得了一定(Ding)成效。随着計算技術的[De]發展,利用計算機進行非[Fei]線[Xian]性規劃的優[You]化設計,取[Qu]得(De)了成效。
可靠性設(She)計是為[Wei]了保證所設計的産品的可靠性而采(Cai)用的一系列分(Fen)析與設計技術,它的任務是在(Zai)預測(Ce)和預(Yu)防産(Chan)品可能發生故障[Zhang]的基礎上(Shang),使所設(She)計的産品達到規定[Ding]的可靠性目标[Biao]值。是[Shi]傳統設計方[Fang]法的一種補充[Chong]和完善。彈簧設計[Ji]在利用可靠性(Xing)技術方面取得了一定的進展,但要進一(Yi)步[Bu]完善,需要數據的(De)開發和積累。
随着彈簧應用技術的開發,也給設計者提出[Chu]了很多需要注意和解決(Jue)的新問題。如(Ru)材料(Liao)、強[Qiang]壓和噴丸處理對[Dui]疲勞性能和松弛[Chi]性能的影響,設計時[Shi]難以确切計算;要靠實驗數據來定;又如按現行設[She]計(Ji)公式求出的圈(Quan)數,制成的彈簧(Huang)剛度均比設計剛(Gang)度(Du)值小,需要減少有(You)效圈數,方可達到(Dao)設計(Ji)要求。