沖擊載荷作用下多股簧動態(tài)特性試驗研究.pdf

1、多股螺旋彈簧(簡稱多股簧)是由多股鋼絲擰成多層同軸同螺旋方向的鋼索后卷制而成的圓柱螺旋彈簧。與單股螺旋彈簧相比,多股簧具有可靠性高、壽命長以及減振效果好等特點,特別適合在高速沖擊和振動環(huán)境下使用,已受到越來越廣泛的關注。多股簧作為減振元件主要應用于航空發(fā)動機、自動武器發(fā)射系統(tǒng)、車輛減震器和高精度儀表的關鍵復位零件等領域。
　　多股簧結構非常復雜,各股鋼絲之間復雜的接觸摩擦導致多股簧的靜、動態(tài)響應具有顯著的非線性特點,如非線性剛度、

2、非線性阻尼、遲滯特性等,但也使多股簧動態(tài)響應的研究比較困難。多股簧在往復運動中用作復進簧時,主要承受高速沖擊載荷,彈簧變形速度很快,變形及應力分布很不均勻。目前,國內外學者研究多股簧的比較少,一般都是基于靜態(tài)載荷模型,對沖擊載荷下多股簧的動態(tài)響應分析及動態(tài)特性的研究較少。因此,本課題組研發(fā)了一套多股螺旋彈簧的動態(tài)參數檢測設備,檢測多股簧在高速沖擊條件下的動態(tài)運動參數。
　　本文旨在通過完善多股簧動態(tài)參數檢測設備及相關理論,分析多股

3、簧鋼絲的受力及變形,建立相應的多股簧沖擊載荷響應模型,在理論研究與試驗相結合的基礎上對多股簧受沖擊載荷時的動態(tài)響應特性展開研究。主要研究工作如下:
　?、俑鶕撍鲾Q緊前后受力特性的不同,對多股簧鋼絲進行受力及變形分析;并結合第三強度理論和沖擊動力學理論對鋼絲進行強度校核,分析多股簧所能承受的極限沖擊載荷和極限沖擊速度;該研究結果不僅為后續(xù)的沖擊試驗提供條件,也可以指導多股簧的參數設計。
　?、诟鶕姺蔷€性剛度的不同處理,建

4、立了多股簧的沖擊載荷等效線性模型和非線性改進模型;同時將改進LP法的參數變換原理運用到多尺度法中,求解非線性模型的響應,為后續(xù)的試驗分析提供理論基礎。
　?、坩槍Χ喙苫蓜討B(tài)參數檢測設備原數據采集方案的不足,基于Windows高精度計數器和相應的數據采集卡驅動函數,開發(fā)了Windows界面下的數據采集系統(tǒng)控制軟件,實現了微秒級數據采集與實時控制,完善了該設備的數據采集系統(tǒng)。
　?、芙Y合理論研究和改進后的多股簧動態(tài)參數檢測設備,