Solidworks 2023三維設(shè)計(jì)及應(yīng)用教程 課件 7.2.2 圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)計(jì)

機(jī)電工程學(xué)院商躍進(jìn)歡迎學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)三維輔助設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析是零件安全工作的保護(hù)神。7.1快速入門7.2應(yīng)用實(shí)踐7.3優(yōu)化設(shè)計(jì)7.4多場(chǎng)協(xié)調(diào)7.2應(yīng)用實(shí)踐7.2.1彎扭組合階梯軸強(qiáng)度校核7.2.2圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)計(jì)7.2.3直齒圓柱齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)7.2.4動(dòng)車組車體碰撞分析學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行彈簧剛度分析：掌握強(qiáng)迫位移施加，列舉約束反力和剛度確定方法。進(jìn)行彈簧強(qiáng)度分析：掌握復(fù)制算例、最大載荷施加方法、應(yīng)力選取方法，強(qiáng)度評(píng)價(jià)原則。進(jìn)行彈簧穩(wěn)定性分析：掌握屈曲分析過程、屈曲載荷確定方法。7.2.2圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)計(jì)

已知某彈簧簧絲直徑d=41mm、彈簧中徑D=220mm、工作圈數(shù)n=2.9圈、自由高H0=256mm，承受的最大載荷Pmax=43kN。設(shè)計(jì)剛度[Kv]=925N/mm，許用應(yīng)力[τ]=750MPa。

試對(duì)其剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核。1.剛度分析

基本思想：根據(jù)彈簧剛度的定義，得彈簧剛度CAE分析的基本思想：彈簧一端固定，另外一端施加單位位移，所得固定端支反力即為彈簧剛度。（1）下支撐圈固定

可見約束反力為931N，即彈簧剛度為931N/mm。與設(shè)計(jì)剛度925N/mm接近，彈簧剛度合格。（2）上支撐圈單位位移（3）查看約束反力2.強(qiáng)度分析

基本思想：彈簧一端固定，另外一端施加最大撓度（fmax=Pmax/Kv=43000/931=46.2mm），所得應(yīng)力即為彈簧最大應(yīng)力。（1）下支撐圈固定可見vonMises應(yīng)力為921MPa，則當(dāng)量剪應(yīng)力為921MPa/2=460.5MPa，小于材料的許用應(yīng)力（750MPa），彈簧強(qiáng)度合格。（2）上支撐圈最大撓度（3）查看最大應(yīng)力3.穩(wěn)定性分析

基本思想：彈簧一端固定，另外一端施加單位位移，進(jìn)行屈曲分析確定位移屈曲因子乘以彈簧剛度即為臨界載荷。（1）下支撐圈固定（3）查看臨界撓度（2）上支撐圈單位位移臨界載荷Pc=99.904×1.0×931/1000=93.1kN>Pmax=43kN，彈簧的穩(wěn)定性合格。小結(jié)介紹了彈簧剛度計(jì)算步驟和原理：加單位位移，看約束反力介紹了彈簧強(qiáng)度設(shè)計(jì)步驟和原理：加最大撓度，看最大應(yīng)力介紹了彈