某型圆柱螺旋弹簧设计与疲劳寿命分析
圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算
圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算
一、定义
1、圆柱螺旋弹簧：圆柱螺旋弹簧由弯曲的螺旋条组成，可在垂直和
轴向两个轴上拉伸。
它可以提供可靠的形变响应，并具有很强的耐用性和
重复性。
2、设计计算：圆柱螺旋弹簧的设计计算主要是根据弹簧性能要求，
确定标准尺寸、曲率半径等参数，并且确定合适的材料，使弹簧工作正常。
二、材料选择
圆柱螺旋弹簧主要由碳钢和不锈钢制成，所以在选择材料时要注意材
料的弹性模量，刚度和耐腐蚀性的特点。
1、碳钢：碳钢具有良好的抗张性能，耐腐蚀性不强。
碳钢的弹性模
量比不锈钢低好多，所以轻微的弹簧最好采用碳钢。
2、不锈钢：不锈钢具有很高的弹性模量和较高的耐蚀性，因此适用
于强度较大的圆柱螺旋弹簧。
三、尺寸设计
1、外径：根据弹簧的外形和尺寸，圆柱螺旋弹簧的外径可以在固定
的范围内变化，一般为30mm-100mm。
2、螺距：一般采用固定螺距，使用相同的螺距可以达到更好的组装
精度，以减少工程成本。
3、曲率半径：曲率半径取决于弹簧的用途，一般的圆柱螺旋弹簧使
用的曲率半径为30mm-1000mm。
4、钢丝直径：根据弹簧的负载性能，确定材料和钢丝直径，以满足弹簧的负载要求。
圆-钢丝圆柱螺旋弹簧设计计算例题
圆-钢丝圆柱螺旋弹簧设计计算例题圆钢丝圆柱螺旋弹簧设计计算例题三、设计计算结果汇总：1、设计计算数据见表1表1 设计计算参数汇总表2、弹簧工作图样图1弹簧工作图技术要求a．弹簧端部形式：YI冷卷压缩弹簧；b．总圈数：n1 = 6.0圈；c．有效圈数：n = 4.0圈；d．旋向：右旋；e．强化处理：喷丸和立定处理；f．喷丸强度0.3 A ～ 0.45A，表面覆盖率大于90%；g．表面处理：清洗上防锈油；h．制造技术条件：其余按GB/T 1239.2二级精度。
2) 圆钢丝圆柱螺旋拉伸弹簧设计计算例题例2 :设计一拉伸弹簧，循环次数N =1.0×105次。
工作负荷F =160N,工作负荷下变形量为22mm，采用LⅢ圆钩环，外径D2=21mm。
一、题解分析：a)此拉伸弹簧要求循环次数N = 1.0×107次，由此说明弹簧是按有限寿命设计；b)题设给出了最大工作负荷及对应变形量：c)端部结构采用LⅢ圆钩环，即为圆勾环扭中心；d)弹簧外径D2 = 21mm。
二、解题方法：由以上分析可知，本题中未给出自由高度，说明自由高度可在满足其它条件下按实际计算而定，显然，本题是按表1中第一个设计计算条件及要求给出的。
方法1：严格设计法1）材料选取，根据弹簧使用的疲劳寿命要求，我们可选重要用途的碳素弹簧钢丝E 组别的钢丝，根据弹簧手册P345表10-16查得材料抗拉强度d b ln 3582072-=σ即本讲公式（2）中的 a = 2072；b = -358 从分析可知本弹簧按有限寿命使用，即由表3查得试验切应力的强度系数为0.5×0.8 = 0.40即：b S στ4.0=；许用切应力系数36.08.045.0=?=κ即：b κστ=][ 2）把题中给定的D = 21mm;F = 160N 及以上所选取的材料所查找的有关强度许用应力系数a = 2072；b = -358; 及36.0=κ代入本讲公式（2）：0)2)(ln ()08.054.64(2322222≤-+-+-d d D d b a d d D D F πκ化简得：05644808.439486.25)ln 35.849897.49185()ln 37.80938.4684(234≤+-+---d d d d d d解得：d ＞2.43 mm 取：d = 2.5mm ；此时，材料抗拉强度)5.2ln(3582072-=b σ=1744Mpa 而查标准附录7—表7.1得b σ= 1680Mpa ；由此可见相对误差不到3.9%完全满足GB/5311标准的范围，因为标准给出的值按最低值给出。
圆柱螺旋弹簧计算
圆柱螺旋弹簧计算圆柱螺旋弹簧是一种常见的弹簧结构，广泛应用于机械、汽车、电子等领域。
它的作用是根据外力的作用而发生形变，储存能量，并在外力解除后产生回弹力。
计算圆柱螺旋弹簧的参数与性能是设计和使用弹簧的重要内容，下面将详细介绍如何计算圆柱螺旋弹簧。
首先，需要明确圆柱螺旋弹簧的基本结构。
圆柱螺旋弹簧由螺旋线圈和两端的固定部分组成。
常见的参数包括螺旋线圈的内径和外径、线径、弹簧的总长度、螺旋线圈的数量等。
在计算圆柱螺旋弹簧的过程中，需要涉及到以下几个关键参数：1. 弹性系数（Spring constant）：弹性系数是指弹簧在承受单位长度的形变时所产生的弹性力。
可以通过材料的力学性能参数、弹簧的几何参数和弹簧的截面形状等来计算和确定。
2. 自由长度（Free length）：自由长度是指弹簧在没有受到任何外力时所处的长度。
可以根据设计需求和螺旋线圈的总数来确定。
3. 延伸长度（Extension length）：延伸长度是指弹簧在受到外力拉伸时所产生的形变长度。
可以通过弹簧的自由长度和形变量来计算。
4. 刚度（Stiffness）：刚度是指当弹簧被拉伸或压缩时单位长度所受到的力的大小。
可以通过弹簧的弹性系数和长度来计算。
5. 最大拉伸长度（Maximum deflection）：最大拉伸长度是指弹簧能够承受的最大形变量。
可以根据弹簧的材料特性和几何参数来计算。
接下来，我们将逐步介绍如何计算圆柱螺旋弹簧的各个参数。
1. 弹性系数（Spring constant）弹性系数是指单位长度内所受到的弹性力。
对于圆柱螺旋弹簧而言，弹性系数可以通过以下公式来计算：K=(Gd^4)/(8D^3n)其中，K为弹性系数，G为材料的剪切模量，d为线径，D为螺旋线圈的直径，n为螺旋线圈的总数。
2. 自由长度（Free length）自由长度是指弹簧在没有受到任何外力时所处的长度。
自由长度可以根据设计需求和螺旋线圈的总数来确定。
圆柱螺旋弹簧疲劳试验方法研究的开题报告
圆柱螺旋弹簧疲劳试验方法研究的开题报告一、选题背景和意义圆柱螺旋弹簧广泛应用于汽车、火车、船舶、工业机械、电子设备等领域，在使用过程中经常受到重复加载和卸载的作用，容易发生疲劳破坏，极大地影响整个系统的稳定性和安全性。
因此，对该类弹簧的疲劳寿命进行精确评估和预测，是制定可靠的设计和使用规范、延长弹簧使用寿命、降低维护成本的必要前提。
目前国内外针对圆柱螺旋弹簧疲劳寿命评估和预测的研究报道相对较少，主要依靠试验方法和经验式对疲劳寿命进行预测。
本研究主要针对圆柱螺旋弹簧疲劳试验方法的研究，具有较强的实验性质和实用价值。
二、研究内容和方法本研究拟采用圆柱螺旋弹簧疲劳试验方法，通过加速试验方法，提供圆柱螺旋弹簧在长期使用过程中可能遇到的各种载荷状态，以模拟实际工作状态，追踪记录其疲劳条件下的应力变形特性，并对其疲劳寿命进行实验研究和预测。
具体方法如下：（1）提取不同规格和强度等级的圆柱螺旋弹簧试件，依据国家弹簧试验标准进行材料测试和力学性能测试，筛选出测试合格的弹簧样品。
（2）采用滚筒试验机或电动牵引试验机（或二者组合）进行疲劳试验，通过设定不同的载荷水平和加载速度、循环次数等疲劳试验参数，制定完善的试验方案。
（3）记录实验过程中各弹簧在不同循环加载下的应力与应变变化的特性，并借助计算机实时监测和数据处理，以及一定的图像分析手段，得出疲劳寿命和疲劳寿命预测值。
三、预期成果和难点分析本研究旨在开发适用于圆柱螺旋弹簧的疲劳试验方法，并深入研究其应力变形特性以及疲劳寿命预测方法，为该领域的工程师和技术人员提供理论指导和实用依据。
本研究的难点在于如何研制出具有高可靠性和强鲁棒性的试验方法，设计出真实可靠的试验装置，建立准确可靠的疲劳寿命预测模型，并在实验验证过程中解决相关的技术难点和数据分析问题。
四、参考文献[1] WANG Q F, CHANG N B, MAO W Y, et al. Experimental research on fatigue life of helical compression spring[J]. Journal of Materials Science and Engineering, 2016(3): 22-27.[2] Douglas C. Montgomery，设计与分析实验和质量改进，机械工业出版社，2015.[3] Mindess S., Young J. F. 及 Darwin D.，混凝土随机裂纹理论和试验，科学出版社，2003.。
基于ANSYS Workbench的扭转弹簧疲劳寿命分析
基于ANSYS Workbench的扭转弹簧疲劳寿命分析时宏森】，杨涛1，唐超】，蔡大静】，陈强2(1.贵州航天林泉电机有限公司，贵州贵阳550081$.国家精密微特电机工程技术研究中心，贵州贵阳550081)摘要：扭转弹簧是一种利用材料的弹性来工作的机械零件，一般用弹簧钢制成，是一种机械蓄力结构,用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、存储和释放能量、测量力的大小等，广泛应用于坦克、汽车、摩托车、收割机等地面装备的传动扭力杆及减震结构。
扭转弹簧属于螺旋弹簧，扭转弹簧的端部被固定在其他组件上,当其他组件绕着弹簧中心旋转时,弹簧产生扭矩或旋转力，有将它们拉回到初始位置的趋势。
根据应用要求，可以设计扭转弹簧的旋向(顺时针或逆时针),弹簧的末端可绕成钩状或直扭转臂。
弹簧的工作寿命一般在104〜105以上，一般来说属于长寿命机械零件，失效模式属于高周疲劳。
基于有限元软件ANSYS Workbench仿真分析某扭转弹簧的疲劳寿命，并结合实物试验进行对比分析，验证理论计算的准确性，形成一套疲劳寿命计算方法。
关键词：疲劳；寿命；扭转弹簧；仿真；实物试验;ANSYS Workbench中图分类号:V19文献标志码：AFatigue Life Analysis of Torsion Spring based on ANSYS WorkbenchSHI Hongsen】,YANG Tao1,TANG Chao1,CAI Dajing1,CHEN Qiang2(1.Guizhou Aerospace Linquan Motor Co.,Ltd.,Guiyang550081,China； 2.National Engineering ResearchCenter for Small and Special Precision Motors,Guiyang550081,China) Abstract:Torsion spring was a kind of mechanical part which used the elasticity of material for working.It was gener-aly madeofspringsteelandwasakindofmechanicalstoragestructure whichwasusedtocontrolthemovementofthema-chineparts mitigatetheimpactorvibration storeandreleaseenergy and measure the force Soitwaswidelyusedinthe transmissiontorsionbaranddampingstructureoftank automobile motorcycle harvesterandothergroundequipment Torsionspringbelongedtocoilspring andtheendoftorsionspring wasfixedtoothercomponents Whenothercompo-nentsrotatedaroundthespringcenter thespringproducedtorqueorrotationforce which tended to pul them back to the originalposition Accordingtotheapplicationrequirements therotationdirectionofthetorsionspringcouldbedesigned (clockwiseorcounterclockwise)andtheendofthespringcouldbewoundintoahookorastraighttorsionarm Generaly speaking,the working life of spring was more than104〜105.It belonged to long-life mechanical parts,and the failure modebelongedtohighcyclefatigue BasedonthefiniteelementsoftwareANSYS Workbench thefatiguelifeofatorsion spring wassimulatedandasetoffatiguelifecalculation method wasformedbycomparingandanalyzingtheactualtestto verifytheaccuracyoftheoreticalcalculationKeywords:fatigue life torsionspring simulation actualtest ANSYS Workbench疲劳寿命试验是一项耗时、耗资的大型试验,时间周期长、子样数量大、数据处理复杂是疲劳寿命试验的主要特点,对机械产品的每一个零件都开展疲劳寿命试验显然是不现实的’根据材料疲劳理论,结合电子计算机及有限元技术的发展,可以通过虚拟仿真试验确定产品零件的疲劳寿命。
圆柱螺旋弹簧疲劳强度的可靠性设计
【摘 要 】指 出传统机械设计的缺 陷，结合现代机械设计理论 ，并基 于应力和强度干涉模型 ，介绍 了圆柱螺旋弹簧疲劳强度的可靠性设计，同时利用实例 ，进一步 阐明了设计步聚。对于重要或有可靠
挫要求的 圆柱螺旋弹簧提供 了可行的设计方法。
中图分类 号 ：ＴＰ２０２，ＴＨ１３５．＋ｌ 文 献标 识码 ：Ａ
为 Ｊ＝ ，则 ｄ，￣ ｄｚ，
’
’
ｃ ：、／ ＋ ＋９ ＝ｏ．砺３
＝ 、／ ＋ ＋ ２＋９ ２＝ｏ．０５０
式 中 ｃ＾＿ｌ＝ －．０．１５Ｆ＿ ０．０５；查机械设计手册 （６），得 ｃ — ３
当，， ０时，Ｊ＝ ；当，，－－．￣＋ｅｏ时，ｚ＿ ∞。
０．００５； ＝ｏ．００３；Ｃ脑 ＝ｏ．００３，标准差为 ：
＝ 唧［ ０
ｓ）
ｇ（６）
在 机 械 可 靠 性 式 中 ：／Ａ， ， ， 分别表示应 力与强度 的均值和标准差。
设计 中 ，将载荷 、材
因 ６、Ｓ均服从正态分布 ，则 ｙ 一Ｓ也 服从 正态 分布 ，如图 ２
料性能与强度及零 所示其概率密度函数为
一 ＝丽 １ ｅｘｐ【 件尺寸。都视为服从
Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｓｐｉｒａｌ ｓｐｒｉｎｇ
ＹＵ Ｄｏｎｇ－ｍａｎＩ，ＬＩ Ｘｉａｏ－ｊｉｎｇ２，ＷＡＮＧ Ｃｈａｏ－ｌｏｎｇ ，ＣＨＥＮ ｃｈｕｎ－ｌｉｎｇ！ （ Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍｅｃｈａ ｎｉｓｍ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４０００，Ｃｈｉｎａ） （ Ｈｅｎａｎ Ｎｏｒ ｔｈ Ｓｔａｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ ＬＴＤ，Ｄｅｎｇｚｈｏｕ ４７４１００，Ｃｈｉｎａ）
圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计
圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计
龚小平;刘毅静;崔利杰
【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(011)002
【摘要】首先分析了圆柱螺旋弹簧静强度和疲劳强度可靠性模型建立方法,推导了其可靠性计算的公式和应力强度的分布形式.其次为充分发挥零件材料的效能同时又要考虑到零件的可靠性指标,以圆柱螺旋弹簧的质量为优化的目标函数,利用机械可靠性设计和机械最优化设计方法,在弹簧常规约束和可靠性约束基础上,建立了可靠性优化设计计算模型.最后,结合优化工具和上述优化模型对具体实例进行了应用计算,并分析对比了可靠性优化设计和常规优化设计的结果,说明所提可靠性优化设计方法实用、可靠,能最大程度地满足设计要求.
【总页数】4页(P77-80)
【作者】龚小平;刘毅静;崔利杰
【作者单位】空军工程大学,理学院,陕西,西安,710051;空军工程大学,理学院,陕西,西安,710051;93544部队,河北,定兴,072650
【正文语种】中文
【中图分类】TM282
【相关文献】
1.基于Matlab遗传算法工具箱的圆柱螺旋弹簧模糊可靠性优化设计 [J], 宋茂福;赵勇
2.基于Matlab的圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计 [J], 王景振;王红;商跃进;李佳
3.圆柱螺旋弹簧的可靠性优化设计 [J], 陈义厚;丁凌云
4.圆柱螺旋弹簧的可靠性优化设计 [J], 曾祥璞
5.圆柱螺旋弹簧的模糊可靠性优化设计 [J], 王剑彬
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多股螺旋弹簧疲劳寿命影响因素
多股螺旋弹簧疲劳寿命影响因素
张瑞;易力力;刘志鹏
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2022(43)2
【摘要】多股螺旋弹簧(简称多股簧)是一种由多根钢丝螺旋绞绕成钢索而形成的圆柱螺旋弹簧,目前关于多股簧在疲劳失效领域的研究较少。
针对多股簧疲劳失效的问题,以实际应用中的多股簧为研究对象,从多股簧钢丝断裂特征和多股簧几何参数对其疲劳寿命的影响进行分析研究。
结果表明:钢丝表面缺陷是造成裂纹萌生降低疲劳寿命的主要原因,钢丝表面缺陷包括了钢丝表面的线纹、伤痕、凹坑等,此外钢丝材料内部的微孔洞以及微裂纹会加速裂纹的扩展,降低弹簧的疲劳寿命;其次是多股簧几何参数的影响,以最大振幅下的恢复力为变量,弹簧螺旋角对多股簧疲劳寿命的影响最大,弹簧旋绕比次之,钢索钢丝捻角最小。
【总页数】9页(P458-466)
【作者】张瑞;易力力;刘志鹏
【作者单位】重庆大学机械传动国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG111.8
【相关文献】
1.影响钢丝疲劳寿命的因素及提高疲劳寿命的技术措施
2.转向架钢制螺旋弹簧疲劳寿命影响因素分析
3.影响货车螺旋弹簧疲劳寿命的因素及改进建议
4.影响钢丝绳
疲劳断裂的因素及提高疲劳寿命的技术措施5.基于有限元的多股螺旋弹簧疲劳寿命预测
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关键 词 ：圆柱螺 旋弹 簧 ；理论 校核 ；疲 劳寿命 ；ＭＳＣ Ｆａｔｉｇｕｅ
中图分类 号 ：ＴＨ１３５．１
文献标 志码 ：Ｂ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅｔｉｍ ｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｈｅｌｉｃａｌ ｓｐｒｉｎｇ
ＬＩ Ｙｕａｎ ，ＬＩ Ｍｉｎｇ ，ＹＵＡＮ Ｊｉｅｈｏｎｇ
Ｂｒａｎｃｈ Ｃｏ．，Ｚｏｏｍｌｉｏｎ Ｈｅａｖｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０２０５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｈｅｌｉｃａｌ ｓｐｒｉｎｇ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ａ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ，ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｌｏａｄｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｈｅｌｉｃａｌ ｓｐｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｒｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ ｃｈｅｃｋｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｒｕ ｌｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｏｆ ｍｏｓｔ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｎｏｄｅ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ＭＳＣ Ｆａｔｉｇｕｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍ ｅｎｔｓ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｈｅｌｉｃａｌ ｓｐｒｉｎｇ；ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃｈｅｃｋ；ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅｔｉｍｅ；Ｍ ＳＣ Ｆａｔｉｇｕｅ
（１．国防科 学技 术大学 指挥军官与基础指挥 学院 交通运输 工程 系，长沙 ４１００７２； ２．中联 重科 建 筑起 重机 机 械 分公 司研 究 院 ，长 沙 ４１０２０５）
摘 要 ：圆柱 螺 旋弹簧 是 某型机 械传 动 系统 的 关键 部 件 ，其 设 计 的 可靠 性 直接 影 响 该结 构 的稳 定和
第 ２２卷 增 刊 １ ２０１３年 ５月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｍａｖ ２０１３ 文 章编 号 ：１００６—０８７１（２０１３）Ｓ１－０３０３—０４
某 型 圆柱 螺旋 弹簧 设 计 与疲 劳 寿命 分 析
李源 ， 李明 ， 袁 杰红
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂａｓｉｃ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｏｍｍａｎｄｉｎｇ Ｏｆｆ ｉｃｅｒｓ，Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７３，Ｃｈｉｎａ；２． Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｏｉｓｔｉｎｇ Ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ
安 全．首先 对某 型 圆柱 螺 旋弹簧进 行 工 况分析 ，进 而基 于机 械 设 计 原 则对 其 刚度 、强度 进 行理 论 校
核 ，最后 基 于有 限元应 力仿 真 ，在 ＭＳＣ Ｆａｔｉｇｕｅ中计 算 出该弹簧 最危险 节 点的寿命 ．所得 结 论表 明设
计 弹簧 的疲 劳寿命 满足 疲 劳可 靠性 的要 械 系统 常用 的 弹簧 之 一 ，其 强度 直接 影 响机 械 结构 的稳定 和安 全 ，因此 ，弹簧 疲 劳强度 及其 寿命 成 为研究 的重 点．
李 红艳 …采 用 ＡＮＳＹＳ的 ＡＰＤＬ建 立 起 螺 旋 弹 簧 的几 何模 型 ，对考 虑 弹 簧 座 的螺 旋 弹 簧 强 度进 行 分 析 ；刘 庆 教 等 以某 型 液 压 缸 用 弹 簧 为 研 究 对
收 稿 日期 ：２０１３—０４—２０ 基金项 目：国家 自然科 学基金 （５１１７５１６０）；总装备部“十二五”装备预先研 究项 目（６２５０１０３６０１２）；国防科技 大学预先研 究项 目（ＪＣ１１．．０９－０１） 作者简介 ：李源（１９８３一 ），男，山东郓城人 ，讲师 ，博士研究生 ，研 究方向为结构失效 分析与预 防，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｙｕａｎｌｉ＠ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
象 ，采 用理 论分 析及 有 限元分 析方 法 ，对 复杂 工况下 某 型液 压缸 用 弹簧 进 行疲 劳强 度 分 析 ，分 析 弹簧 疲 劳寿命 与安 全 因数 ；张 明建 介绍 一 种 基 于 恒 寿命 疲劳结合 ｓ．Ⅳ曲线的简单方法 ，分析弹簧的疲劳寿 命 ，为提 高 弹 簧 质 量 给 出一 些 参 考 ；绳 义 千 等 和 商跃 进 等 对 机车 圆柱 螺 旋 弹 簧进 行 研 究 ，建 立 比 较符 合 实际 的压缩 弹簧 的三 维有 限元 计 算 模 型 ，并 对压 缩螺 旋 弹簧进 行刚 度 、静 强度 分析 ，同 时将试 验
ｈｔｔｐ ：／／ｗｗｗ．ｅｈｉｎａｃａｅ．ｃｎ
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计 算 机 辅 助 工 程
２０１３垒
结 果 与有 限元分 析 结果 进 行 比较 ，表 明 弹簧 满 足 设 计要 求 ；钟 文彬 介绍 一 种 利用 通 用 有 限元 软 件 求 解 圆柱螺 旋弹 簧 刚度 的计 算 方 法 ；余 东满 等 指 出 传统 机 械设计 的缺 陷 ，结 合现代 机 械设计 理论 ，并基 于 应力 和强度 干 涉模 型 ，介 绍 圆柱螺 旋 弹簧 疲 劳 强 度 的 可靠性设 计 ．