最佳弹簧设计Advanced spring design

zengxiaodong · 发表于 2023-9-17 20:57

昨天无锡弹簧展拿到的大线径冷卷弹簧机资料，据说明年还要推出更大线径的弹簧机，敬请关注！

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浙江万能-TK7230B产品介绍.pdf (3.82 MB, 下载次数: 1)

zengxiaodong · 发表于 2023-9-19 10:02

zengxiaodong 发表于 2023-9-17 15:46

东北特殊钢的徐效谦写了很多的关于钢丝的书籍和论文，在行业内有很大的影响力。

不锈弹簧钢丝.pdf (2.42 MB, 下载次数: 1)

弹簧钢丝和弹性合金丝_徐效谦.pdf (1.85 MB, 下载次数: 1)

徐效谦所著的《特殊钢钢丝》这本书，囊括了各种钢丝方面的技术资料，我买到PDF版后将第一时间上传给大家。

zengxiaodong · 发表于 2023-9-19 15:08

如果进一步提高弹簧的使用应力，则弹簧的成本还能显著降低！

当然啦，弹簧的使用应力越高，意味着失效的风险也越大，所以，使用应力的提高必须有严格的论证。油淬火回火钢丝冷卷成形的压缩弹簧，静态载荷下使用应力达到1100Mpa有充分的依据，但是要继续提高的话必须采用附加的特殊工艺————强压。

强压的原理是使得弹簧表面应力超过屈服限，从而出现永久变形，这样释放载荷以后，表层出现相反的预应力，从而在正常工作时，等效于表层应力减少了。例如，假设残余的预应力（剪切应力）为-200Mpa，那么，当弹簧受压计算应力达到1300Mpa时，实际应力仅为1100Mpa而已。

强压能够增加弹簧的承载能力，其实质是充分利用了钢丝芯部的承载能力，也就是在空载时，芯部其实已经承受了正的应力，加载后芯部应力更加大，从而分担了钢丝表层的应力。

按照这个原理，假设上述缓冲弹簧的计算应力增加到1300Mpa，则弹簧参数如下：

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显然，这样的4个弹簧重量降低到了15公斤，比原始的单个大线径热卷弹簧38公斤轻了60%之多！

zengxiaodong · 发表于 2023-9-19 16:58

终于收到这本书了，花了30大洋呢

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其中第9章全面介绍了弹簧钢丝的各个方面知识，值得仔细阅读。

特殊钢钢丝.part1.rar (20 MB, 下载次数: 0)

特殊钢钢丝.part2.rar (20 MB, 下载次数: 0)

特殊钢钢丝.part3.rar (2.79 MB, 下载次数: 0)

zengxiaodong · 发表于 2023-9-24 09:40

当弹簧使用应力很大时，用Ansys精确3D计算弹簧的应力，很有必要！

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zengxiaodong · 发表于 2023-9-24 16:29

断面是圆或者是椭圆，取决于断面的空间方向。

如果断面平行于法向的话，断口就是圆形截面（如上贴第一个图），而如果断面平行于总体坐标平面，则断口将是椭圆形（见下图）

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这样便于施加约束、加载和求解。

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zengxiaodong · 发表于 2023-9-24 16:31

Von Mises合成应力比剪应力大了将近1倍

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zengxiaodong · 发表于 2023-9-25 10:31

轴心截面剪应力云图，这个内侧剪应力1761Mpa与理论计算值还算比较吻合。

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zengxiaodong · 发表于 2023-9-25 10:49

ASD计算的剪应力是1781Mpa

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zengxiaodong · 发表于 2023-9-25 11:11

有限元计算出来的轴向力是34646N，也与ASD计算结果非常接近。

***** SUMMATION OF TOTAL FORCES AND MOMENTS IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM *****
  FX  = -0.6790282E-07
  FY  = 34646.47
  FZ  = 1087.985
  MX  =  -150822.2
  MY  =  -19890.23
  MZ  =  -1081157.

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