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弹簧的设计到底依据什么推导出来的?


一、弹簧的设计到底依据什么推导出来的?

(1)弹簧的设计到底依据什么推导出来的?目前来说,弹簧设计主要是采用了广泛应用的弹簧应力(应力不是力,而是一种压强)以及变形计算公式是从材料力学中推导出来的,没有一定的实践经验,高精度弹簧的设计和制造是很困难的,随着设计应力的增加,以往的许多经验不再适用,例如:当弹簧的设计应力增大时,螺旋角增大,使弹簧的疲劳源由内侧向外侧转移,因此有必要采用精密分析技术,目前广泛使用的方法是有限元法。
 
(2)汽车悬架弹簧的特点是除了具有足够的疲劳寿命外,其永久变形应较小,即抗松弛性能应在规定的范围内,否则车身重心会发生偏移。同时,还应考虑环境腐蚀对其疲劳寿命的影响。随着车辆维修周期的延长,对车辆的永久变形和疲劳寿命提出了更高的要求。因此,必须采用高精度的设计方法。有限元法能较详细地预测弹簧应力对疲劳寿命和永久变形的影响,能准确地反映材料与弹簧疲劳寿命和永久变形的关系。
(3)近年来,弹簧的有限元设计方法已进入实用阶段,有关螺旋角对弹簧应力的影响、有限元计算应力与疲劳寿命的关系等方面的实用报道较多设计过程。该弹簧结构简单,功能简单,节省了影响结构和性能的参数。为此,设计人员采用解析法、图解法或图解分析法,及早寻求最优设计方案,并取得了一定的效果。随着计算技术的发展,利用计算机进行非线性规划的优化设计取得了良好的效果。
 
(4)可靠性设计是为保证设计产品的可靠性而采用的一系列分析设计技术。其任务是在预测和预防产品可能失效的基础上,使设计产品达到规定的可靠性目标值。它是对传统设计方法的补充和改进。弹簧设计在可靠性技术的应用方面取得了一定的进展,但进一步的改进需要数据的开发和积累。
 
(5)随着弹簧应用技术的发展,许多新的问题需要设计者关注和解决。例如,材料、强压和喷丸处理对疲劳和松弛性能的影响在设计中很难准确计算;依赖于试验数据;根据现行设计公式计算的圈数,弹簧刚度值小于设计刚度值,因此,为了满足设计要求,需要减少有效匝数。
 
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