五金彈片沖壓工程師探討五金彈簧應用技術的優(yōu)化設計

五金彈片沖壓工程師探討五金彈簧應用技術的優(yōu)化設計

近年來，五金彈簧的有限元法設計方法進入實用化階段，出現(xiàn)了不少有實用價值的報告，如螺旋角對五金彈簧應力的影響；用有限元法計算的應力和疲勞壽命的關系等。

另外，在五金彈簧的設計過程中還引進了優(yōu)化設計。五金彈簧的結(jié)構(gòu)較為簡單，功能單純，影響結(jié)構(gòu)和性能的參變量省，所以設計者很早就運用解析法、圖解法或圖解分析法尋求最優(yōu)設計方案，取得了一定成效。隨著計算技術的發(fā)展，利用計算機進行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設計，取得了成效。

目前，廣泛應用的五金彈簧應力和變形的計算公式是根據(jù)材料力學推導出來的，若無一定的實際經(jīng)驗，很難設計和制造出高精度的五金彈簧。隨著設計應力的提高，以往的很多經(jīng)驗不再適用。例如，五金彈簧的設計應力提高后，螺旋角加大，會使五金彈簧的疲勞源由簧圈的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到外側(cè)。為此，必須采用精密的解析技術，當前應用較廣的方法是有限元法(FEM)。

可靠性設計是為了保證所設計的產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析與設計技術，它的任務是在預測和預防產(chǎn)品可能發(fā)生故障的基礎上，使所設計的產(chǎn)品達到規(guī)定的可靠性目標值。是傳統(tǒng)設計方法的一種補充和完善。五金彈簧設計在利用可靠性技術方面取得了一定的進展，但要進一步完善，需要數(shù)據(jù)的開發(fā)和積累。

隨著五金彈簧應用技術的開發(fā)，也給設計者提出了很多需要注意和解決的新問題。如材料、強壓和噴丸處理對疲勞性能和松弛性能的影響，設計時難以確切計算；要靠實驗數(shù)據(jù)來定；又如按現(xiàn)行設計公式求出的圈數(shù)，制成的五金彈簧剛度均比設計剛度值小，需要減少有效圈數(shù)，方可達到設計要求。

車輛懸架五金彈簧的特征是除足夠的疲勞壽命外，其永久變形要小，即抗松弛性能要在規(guī)定的范圍內(nèi)，否則將發(fā)生車身重心偏移。同時，要考慮環(huán)境腐蝕對其疲勞壽命的影響。隨著車輛保養(yǎng)期的增大，對永久變形和疲勞壽命都提出了更嚴格的要求，為此必須采用高精度的設計方法。有限元法可以詳細預測五金彈簧應力對疲勞壽命和永久變形的影響，能準確反映材料對五金彈簧疲勞壽命和永久變形的關系。

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