彈簧設(shè)計(jì)的由來及注意事項(xiàng)

一、彈簧設(shè)計(jì)的由來及注意事項(xiàng)

（1）現(xiàn)在，我們所使用的計(jì)算彈簧應(yīng)力的方法和變形的公式都是從材料力學(xué)中推導(dǎo)出來的。隨著時(shí)代的發(fā)展和設(shè)計(jì)壓力，許多以前的經(jīng)驗(yàn)不再適用。因此，我們必須使用精確的分析技術(shù)，加上在生產(chǎn)過程中積累的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在更廣泛使用的方法是有限元法。

（2）近年來，彈簧有限元法已逐漸開始應(yīng)用進(jìn)入，提供了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)。對于兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的彈簧，在相同的作用力下，對于有效環(huán)數(shù)較少或螺旋角較大的風(fēng)力和草動(dòng)應(yīng)力彈簧，兩種方法得到的結(jié)果有很大差異。這是因?yàn)殡S著螺旋角和偏心載荷的增加，彈簧的外徑或側(cè)向變形較大，因此應(yīng)力也較大。目前的設(shè)計(jì)計(jì)算方法不能準(zhǔn)確反映，但有限元法能更準(zhǔn)確地反映。

（3）此外，在彈簧設(shè)計(jì)過程中還引入了優(yōu)化設(shè)計(jì)。彈簧結(jié)構(gòu)簡單，功能簡單，節(jié)省了影響結(jié)構(gòu)和性能的參數(shù)。因此，設(shè)計(jì)人員長期以來一直采用解析法、圖解法或圖解法來尋找最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，并取得了一定的效果。隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用計(jì)算機(jī)中止非線性規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計(jì)取得了良好的效果。

（4）現(xiàn)在隨著spring應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，也給研究者帶來了許多新的問題。例如，材料、高壓和噴丸對疲勞和松弛性能的影響在設(shè)計(jì)過程中很難確定。這是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定的。車輛懸架彈簧的特點(diǎn)是除了具有足夠的疲勞壽命外，其永久變形應(yīng)很小，即抗松弛性能應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，否則由于彈簧變形的不同，車身重心會發(fā)生偏移。同時(shí)，應(yīng)考慮環(huán)境腐蝕對其疲勞壽命的影響。隨著汽車維修周期的增加，對永久變形和疲勞壽命提出了更嚴(yán)格的要求。因此，必須采用高精度的設(shè)計(jì)方法。有限元方法能夠詳細(xì)預(yù)測應(yīng)力疲勞壽命和彈簧永久變形的影響，能夠準(zhǔn)確反映材料疲勞壽命和彈簧永久變形之間的關(guān)系。