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执行机构用涡卷弹簧的扭转刚度和应力研究
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作者 孙悦 邢静忠 刘新红 《机械设计》 北大核心 2025年第8期52-60,共9页
现有平面涡卷弹簧设计规范基于弯曲梁理论计算扭转刚度和弯曲应力,但平面涡卷弹簧的横截面弯曲更接近薄板弯曲。按照薄板理论导出涡卷弹簧的扭转刚度公式,给出涡卷弹簧弯曲应力的计算方法。建立有限元模型揭示薄板弯曲应力和变形沿板宽... 现有平面涡卷弹簧设计规范基于弯曲梁理论计算扭转刚度和弯曲应力,但平面涡卷弹簧的横截面弯曲更接近薄板弯曲。按照薄板理论导出涡卷弹簧的扭转刚度公式,给出涡卷弹簧弯曲应力的计算方法。建立有限元模型揭示薄板弯曲应力和变形沿板宽的变化规律,发现泊松效应引起薄板翘曲变形导致出现横向应力减小的现象。用有限元模型对比研究不同泊松比和板宽对薄板弯曲应力和变形的影响。建立涡卷弹簧有限元模型验证梁理论和板理论给出的弯曲应力和扭转变形。结果表明:薄板理论导出的涡卷弹簧扭转刚度更接近实际;平面涡卷弹簧的弯曲应力沿横向呈中间大、边缘小的分布;随着泊松比的增大,扭转刚度增大。 展开更多
关键词 阀门执行机构 薄板弯曲 扭转刚度 泊松效应 有限元模型
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基于有限元的变刚度螺旋弹簧力学性能分析
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作者 王姣扬 吴震宇 +2 位作者 张桂生 赵春萍 朱明勇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期105-110,共6页
针对变刚度弹簧的力学性能问题,以铃铛型变刚度螺旋弹簧为研究对象,探究了几何参数对变刚度弹簧力学性能的影响。基于弹簧串联理论,提出铃铛型变刚度螺旋弹簧设计方法,通过参数化建模建立变刚度螺旋弹簧的三维模型,通过静态压缩试验验... 针对变刚度弹簧的力学性能问题,以铃铛型变刚度螺旋弹簧为研究对象,探究了几何参数对变刚度弹簧力学性能的影响。基于弹簧串联理论,提出铃铛型变刚度螺旋弹簧设计方法,通过参数化建模建立变刚度螺旋弹簧的三维模型,通过静态压缩试验验证了理论计算和有限元模型的正确性且仿真与实际测量值最大误差不超过10%。利用有限元软件Ansys分析了变刚度螺旋弹簧关键几何参数线径、节距和有效圈数对变刚度螺旋弹簧力学性能的影响规律,分析结果为变刚度螺旋弹簧设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 非线性 变刚度螺旋弹簧 力学性能 有限元分析
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螺旋弹簧车床冷卷芯轴的选用 被引量:1
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作者 胡培梁 胡冠杰 +1 位作者 周刘娟 毛喆 《机械管理开发》 2025年第2期8-10,共3页
从影响选用芯轴尺寸的相关因素分别进行了论述,同一材料不同炉批化学成分的差异会导致弹性模量的不同,车床卷制中因弹性后效的影响造成回弹与卸载的不同时性,热处理淬火中组织应力和热应力产生的变形,电镀的覆盖层增加簧丝厚度的影响等... 从影响选用芯轴尺寸的相关因素分别进行了论述,同一材料不同炉批化学成分的差异会导致弹性模量的不同,车床卷制中因弹性后效的影响造成回弹与卸载的不同时性,热处理淬火中组织应力和热应力产生的变形,电镀的覆盖层增加簧丝厚度的影响等。针对实际生产中试凑法确定芯轴的方法,提出了控制强化芯轴管理、建立数据库,规范先锋批管理的相关措施,确保芯轴选用的精细化,实现弹簧制造质量可靠、生产高效。 展开更多
关键词 弹簧 冷卷 芯轴 弹性模量 弹性后效 试凑 先锋批
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高温合金斜圈弹簧设计优化与力学性能测试研究
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作者 刘建 孙志民 +3 位作者 鞠泉 闫利文 李益帆 李春光 《力学与实践》 2025年第5期982-992,共11页
宽域几何可调进气道采用高温动密封结构,高温合金斜圈弹簧是其关键元件。本文对高温合金斜圈弹簧进行了数学建模和有限元仿真计算,对斜圈弹簧样件进行了室温和高温力学性能测试,研究总结了斜圈弹簧设计优化准则。研究表明:(1)弹簧最大... 宽域几何可调进气道采用高温动密封结构,高温合金斜圈弹簧是其关键元件。本文对高温合金斜圈弹簧进行了数学建模和有限元仿真计算,对斜圈弹簧样件进行了室温和高温力学性能测试,研究总结了斜圈弹簧设计优化准则。研究表明:(1)弹簧最大应力处的截面平均等效应力不大于材料屈服强度的50%,可以作为斜圈弹簧的设计优化准则;(2)室温条件下斜圈弹簧压缩-回弹率保持良好,950℃高温下斜圈弹簧压缩-回弹性能下降明显,但均满足使用要求。 展开更多
关键词 动密封 斜圈弹簧 高温合金 优化设计 性能测试
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缓冲弹簧的设计与应用
5
作者 栗绍通 曾强 《机械制造》 2024年第5期35-37,65,共4页
对自动锁螺钉机螺丝刀杆柔性套合机构的缓冲弹簧进行了设计。介绍了缓冲弹簧的结构,确定了最大负荷,计算了性能参数。应用这一缓冲弹簧,可以有效防止螺钉表面被划伤,保证螺钉自动化批量装配的质量。
关键词 缓冲弹簧 设计 应用
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高速动车组轴箱弹簧疲劳失效机理研究 被引量:21
6
作者 王文静 李广君 +1 位作者 唐薇 李秋泽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期41-47,共7页
自哈大高速铁路开通以来,某动车组转向架发生轴箱弹簧断裂故障多起,断口均位于第一工作圈距弹簧端部60mm处,断裂弹簧的平均寿命里程为165万km。本文通过断口形貌分析、弹簧在线载荷识别以及接触应力有限元仿真,对该轴箱弹簧的失效原因... 自哈大高速铁路开通以来,某动车组转向架发生轴箱弹簧断裂故障多起,断口均位于第一工作圈距弹簧端部60mm处,断裂弹簧的平均寿命里程为165万km。本文通过断口形貌分析、弹簧在线载荷识别以及接触应力有限元仿真,对该轴箱弹簧的失效原因进行了分析。断口的宏、微观分析表明,弹簧发生了典型的疲劳断裂。将轴箱弹簧标定为测力弹簧,在运用线路上实测了弹簧垂向载荷和横向载荷时间历程,结果表明,该弹簧运用中未受到超出其动态设计规范的冲击载荷,其垂向和横向载荷均为随机动载荷,其中垂向载荷最大幅值为3.72kN,横向载荷最大幅值为1.18kN。利用ABAQUS有限元程序仿真分析了弹簧接触应力随垂向和横向载荷的变化规律,结果表明,第一工作圈距弹簧端部60 mm处的等效接触切应力值最大,与实际断裂位置相吻合。 展开更多
关键词 轴箱弹簧 载荷 接触应力 接触疲劳
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基于ABAQUS分析圆柱螺旋弹簧几何参数对弹簧刚度的影响 被引量:18
7
作者 朱勋 吕坤勇 +1 位作者 宋成利 赵高晖 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2015年第4期95-98,共4页
在工程中弹簧刚度多采用近似法给出,一般不考虑旋绕比和螺旋升角的影响。文章运用有限元分析软件ABAQUS,建立圆柱螺旋弹簧的有限元模型,计算旋绕比、螺旋升角等参数对弹簧刚度的影响,将分析结果与已有的弹簧刚度公式进行了对比。另外,... 在工程中弹簧刚度多采用近似法给出,一般不考虑旋绕比和螺旋升角的影响。文章运用有限元分析软件ABAQUS,建立圆柱螺旋弹簧的有限元模型,计算旋绕比、螺旋升角等参数对弹簧刚度的影响,将分析结果与已有的弹簧刚度公式进行了对比。另外,分析了拉伸载荷下截面剪切应力的分布情况。结果表明,常用弹簧刚度的计算公式更为通用,有限元计算与公式计算结果吻合,仿真过程及结果在弹簧的选用及设计中具有参考意义。 展开更多
关键词 圆柱螺旋弹簧 有限元 弹簧刚度 旋绕比 螺旋升角
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记忆合金螺旋弹簧的性能测试及设计方法 被引量:10
8
作者 杨杰 吴月华 +3 位作者 周榆生 张昌文 邬玉亭 邱自学 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第1期51-57,共7页
用作者研制的记忆特性测试仪对Cu-Zn-Al形状记忆合金螺旋弹簧进行测试,以其结果为依据,介绍了螺旋弹簧的设计方法。同时还指出了在使用形状记忆合金元件时必须注意的若干问题。
关键词 形状记忆合金 螺旋弹簧 记忆效应
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形状记忆合金螺旋弹簧的设计方法 被引量:28
9
作者 贾宝贤 刘永红 吴志坚 《机械设计》 CSCD 北大核心 1999年第4期13-17,共5页
介绍了形状记忆合金螺旋弹簧的设计原理、方法及发展现状,对三种常用的设计方法进行了讨论。
关键词 形状记忆合金 螺旋弹簧 设计方法
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基于NSGA-Ⅱ遗传算法的高速动车组轴箱弹簧可靠性稳健设计 被引量:8
10
作者 王红 姚凯 刘万选 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期36-40,共5页
为提高高速车辆零部件的可靠性和稳健性,结合可靠性优化设计理论和稳健设计方法,将可靠性灵敏度融入轴箱弹簧的可靠性稳健优化设计模型中,并将其归结为多目标优化问题。采用NSGA-Ⅱ遗传算法对数值算例进行计算,获得其Pareto解,根据经验... 为提高高速车辆零部件的可靠性和稳健性,结合可靠性优化设计理论和稳健设计方法,将可靠性灵敏度融入轴箱弹簧的可靠性稳健优化设计模型中,并将其归结为多目标优化问题。采用NSGA-Ⅱ遗传算法对数值算例进行计算,获得其Pareto解,根据经验和目标函数的重要性从中选出优化设计最满意的解。分析结果表明:在轴箱弹簧进行可靠性稳健优化设计后,降低了弹簧的质量,提高了弹簧的可靠性,同时使弹簧的可靠性对各基本设计参数的灵敏度数值明显降低,轴箱弹簧的安全可靠性和稳健性得以提高,验证了该设计方法的实用性和有效性。 展开更多
关键词 高速动车组 轴箱弹簧 可靠性灵敏度 稳健设计 NSGA-Ⅱ
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圆柱螺旋弹簧刚度的稳健性设计 被引量:7
11
作者 刘久富 沈春林 王宁生 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期389-391,共3页
稳健性设计是一种保证产品质量、降低成本的有效设计方法 ,在工业发达国家受到极大重视。就稳健性设计思想和方法作了概述 ,在此基础上提出了稳健性设计的一般数学模型 ,然后对圆柱螺旋弹簧刚度开展稳健性设计 ,提高了圆柱螺旋的设计质量。
关键词 圆柱螺旋弹簧 刚度 稳健性设计 田口方法 三次设计
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多股螺旋弹簧动态计算分析 被引量:19
12
作者 闵建军 王时龙 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期199-203,共5页
结合多股螺旋弹簧的静态设计方法,重点考虑动态性能要求,提出一种静态与动态相结合的设计模型。根据多股螺旋弹簧自身质量对运动的影响,推导弹簧虚拟质量的计算方法,并分析多股螺旋弹簧的动态特性,计算多股螺旋弹簧作为复进簧模型的运... 结合多股螺旋弹簧的静态设计方法,重点考虑动态性能要求,提出一种静态与动态相结合的设计模型。根据多股螺旋弹簧自身质量对运动的影响,推导弹簧虚拟质量的计算方法,并分析多股螺旋弹簧的动态特性,计算多股螺旋弹簧作为复进簧模型的运动规律。按照多股螺旋弹簧的振动位移特性,以多股螺旋弹簧动态工作过程的并圈作为边界条件进行动态设计计算。最后给出一个完整的动态设计计算实例,结果证明了所提出方法的有效性,从而为多股螺旋弹簧动态应用提供了设计依据。 展开更多
关键词 多股螺旋弹簧 振动 动态设计 并圈
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螺旋管簧的可靠性优化设计 被引量:11
13
作者 张义民 贺向东 闻邦椿 《中国工程科学》 2002年第5期71-74,共4页
讨论了螺旋管簧的可靠性优化设计问题。在基本随机变量的概率特性已知的情况下 ,采用二阶矩法和可靠性优化设计方法对螺旋管簧进行了可靠性优化设计 ,通过计算机程序可以直接实现螺旋管簧的可靠性优化设计 ,迅速准确地得到螺旋管簧的可... 讨论了螺旋管簧的可靠性优化设计问题。在基本随机变量的概率特性已知的情况下 ,采用二阶矩法和可靠性优化设计方法对螺旋管簧进行了可靠性优化设计 ,通过计算机程序可以直接实现螺旋管簧的可靠性优化设计 ,迅速准确地得到螺旋管簧的可靠性优化设计信息。 展开更多
关键词 螺旋管簧 可靠性 优化设计 二阶矩技术 弹簧 机械设计
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并联组合弹簧的力学性能分析 被引量:6
14
作者 邹广平 刘虹 +1 位作者 何蕴增 吴国辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第6期48-51,56,共5页
在工程实际中,为了改善弹簧的使用性能和特殊要求,常采用由多根螺旋弹簧构成的组合弹簧.本文主要由密圈弹簧理论出发,详细讨论了工程上广为采用的并联圆柱螺旋组合弹簧的轴向变形、横向变形、复合应力、压簧稳定性、自由振动频率及疲劳... 在工程实际中,为了改善弹簧的使用性能和特殊要求,常采用由多根螺旋弹簧构成的组合弹簧.本文主要由密圈弹簧理论出发,详细讨论了工程上广为采用的并联圆柱螺旋组合弹簧的轴向变形、横向变形、复合应力、压簧稳定性、自由振动频率及疲劳强度的性能.给出了能够便于工程应用的计算公式. 展开更多
关键词 并联组合弹簧 密圈弹簧理论 力学性能
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基于遗传算法的圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性优化设计 被引量:6
15
作者 李秀莲 董晓英 雷良育 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第1期34-36,共3页
针对传统优化设计的局限性 ,通过应用模糊设计理论和可靠性设计理论 ,建立弹簧的模糊可靠性优化设计的数学模型 ,并采用遗传算法对其进行优化。研究表明 ,遗传算法在弹簧的优化设计方面 。
关键词 圆柱螺旋压缩弹簧 模糊可靠性 优化设计 遗传算法
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预应力圆柱螺旋弹簧弯曲弹性特性研究 被引量:6
16
作者 钟文彬 李柏林 晏星凡 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第1期25-27,共3页
研究了预应力圆柱螺旋弹簧的弯曲弹性变形特性。通过对弹簧圈进行受力分析,利用材料力学的相关理论,推导了弹簧在受到弯矩作用时弯矩与弯曲角度之间的关系,得出了弹簧弯曲角度的计算公式,并对参数进行了优化。通过试验验证,表明所提出... 研究了预应力圆柱螺旋弹簧的弯曲弹性变形特性。通过对弹簧圈进行受力分析,利用材料力学的相关理论,推导了弹簧在受到弯矩作用时弯矩与弯曲角度之间的关系,得出了弹簧弯曲角度的计算公式,并对参数进行了优化。通过试验验证,表明所提出的公式精度较高,能满足工程设计的需要,为后续弹簧系统的动力学性能研究奠定了基础,同时也为新弹簧的设计提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 预应力 圆柱螺旋弹簧 弯曲特性 试验结果
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基于盲数的螺旋弹簧可靠性计算 被引量:6
17
作者 石博强 肖成勇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期98-99,104,共3页
基于未确知理论中盲数的概念和运算规则 ,建立了盲数强度应力可靠度计算模型 ,并用 L ab VIEW语言编写了相应的计算程序。通过螺旋弹簧的实际可靠度计算 ,并与传统可靠度设计进行了对比分析 ,验证了模型的有效性和实用性。
关键词 盲数 螺旋弹簧 可靠性计算 盲数强度 计算程序 机械设计
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面向数控绕簧机的CAM软件开发 被引量:4
18
作者 成琼 沈耀仁 +1 位作者 寿之星 许颀 《上海工程技术大学学报》 CAS 2003年第3期225-227,236,共4页
介绍了运用VisualBasic语言开发数控绕簧机CAM软件的思路和过程。该软件采用图形对话菜单完成弹簧参数的输入,自动生成数控绕簧机上绕制弹簧所需的刀具、凸轮布置图及加工程序,提高了数控绕簧机的生产效率和自动化程度。
关键词 数控绕簧机 凸轮 刀具 程序
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截锥螺旋压缩弹簧在SS8电力机车上的应用研究 被引量:4
19
作者 邹景超 李安生 +2 位作者 刘建秀 宁向可 凌恺夫 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第12期94-95,共2页
通过对弹簧参数的优化设计,经试验检测及装车应用,结果显示改进后的机车截锥螺旋压缩弹簧设计工作高度与原设计(原设计指圆柱螺旋压缩弹簧,下同)接近;工作负荷下弹簧变形量低于原设计;每件弹簧设计减重(2~3)kg;强度、径向稳定性皆满足... 通过对弹簧参数的优化设计,经试验检测及装车应用,结果显示改进后的机车截锥螺旋压缩弹簧设计工作高度与原设计(原设计指圆柱螺旋压缩弹簧,下同)接近;工作负荷下弹簧变形量低于原设计;每件弹簧设计减重(2~3)kg;强度、径向稳定性皆满足设计要求。试验表明,该新型弹簧完全可以应用于铁道机车车辆。 展开更多
关键词 机车 车辆 减震装置 截锥螺旋压缩弹簧
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振动磨机隔振弹簧的疲劳强度可靠性分析 被引量:3
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作者 郝静如 姚文席 +1 位作者 米洁 王受路 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1998年第6期903-905,共3页
ZM2800振动磨机的隔振弹簧除了承受磨机重量之外,还受到沿圆周方向变化的激振力作用,是磨机的关键易损零件之一。通过对其进行疲劳强度可靠性分析,对危险截面水平和垂直方向的交变应力进行综合计算,认为将现设计的弹簧丝直径... ZM2800振动磨机的隔振弹簧除了承受磨机重量之外,还受到沿圆周方向变化的激振力作用,是磨机的关键易损零件之一。通过对其进行疲劳强度可靠性分析,对危险截面水平和垂直方向的交变应力进行综合计算,认为将现设计的弹簧丝直径从35mm减至30mm,仍能保持其可靠度为99.999%。 展开更多
关键词 振动磨机 螺旋弹簧 疲劳强度 可靠性
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