基于ANSYS的三股螺旋彈簧的有限元建模與分析.pdf

1、三股螺旋彈簧是由3根0.4～3mm的碳素鋼絲擰成鋼索后，再纏繞卷制而成的,與普通彈簧相比，具有強(qiáng)度高、減振效果明顯以及疲勞壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天和自動(dòng)武器等方面中有重要的應(yīng)用。
　　三股螺旋彈簧結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼絲間的摩擦以及在接觸處產(chǎn)生的變形導(dǎo)致理論分析很難反映彈簧受力后的真實(shí)情況，應(yīng)用有限元法對(duì)其進(jìn)行研究十分必要?？紤]到彈簧在幾何上是螺旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用螺旋對(duì)稱邊界條件將彈簧的分析模型簡(jiǎn)化。
　　本文首先介紹了三股螺旋彈簧

2、鋼絲的空間成形過程，運(yùn)用矢量投影的方法推導(dǎo)了三股螺旋彈簧鋼絲中心線的數(shù)學(xué)方程式，然后應(yīng)用有限元軟件ANSYS中的APDL語言建立了三股螺旋彈簧的三維實(shí)體參數(shù)化有限元模型，并通過在其兩端橫截面間施加準(zhǔn)確的螺旋對(duì)稱邊界條件來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)軸向加載過程的力學(xué)性能模擬，得到軸向力與軸向拉伸應(yīng)變的關(guān)系曲線以及應(yīng)力分布。應(yīng)用所開發(fā)的有限元模型研究了三股螺旋彈簧幾何參數(shù)對(duì)其性能的影響，分析結(jié)果表明彈簧剛度和截面內(nèi)等效應(yīng)力隨螺旋升角的增加而增大，隨旋繞比的增