五金彈片沖壓工程師探討五金彈簧應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計

五金彈片沖壓工程師探討五金彈簧應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計

近年來，五金彈簧的有限元法設(shè)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(yīng)力的影響；用有限元法計算的應(yīng)力和疲勞壽命的關(guān)系等。

另外，在五金彈簧的設(shè)計過程中還引進了優(yōu)化設(shè)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(shè)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(shè)計方案，取得了一定成效。隨著計算技術(shù)的發(fā)展，利用計算機進行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計，取得了成效。

目前，廣泛應(yīng)用的五金彈簧應(yīng)力和變形的計算公式是根據(jù)材料力學(xué)推導(dǎo)出來的，若無一定的實際經(jīng)驗，很難設(shè)計和制造出高精度的五金彈簧。隨著設(shè)計應(yīng)力的提高，以往的很多經(jīng)驗不再適用。例如，五金彈簧的設(shè)計應(yīng)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(shù)，當(dāng)前應(yīng)用較廣的方法是有限元法(FEM)。

可靠性設(shè)計是為了保證所設(shè)計的產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析與設(shè)計技術(shù)，它的任務(wù)是在預(yù)測和預(yù)防產(chǎn)品可能發(fā)生故障的基礎(chǔ)上，使所設(shè)計的產(chǎn)品達到規(guī)定的可靠性目標(biāo)值。是傳統(tǒng)設(shè)計方法的一種補充和完善。五金彈簧設(shè)計在利用可靠性技術(shù)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(yīng)用技術(shù)的開發(fā)，也給設(shè)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(shè)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(shè)計公式求出的圈數(shù)，制成的五金彈簧剛度均比設(shè)計剛度值小，需要減少有效圈數(shù)，方可達到設(shè)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(yán)格的要求，為此必須采用高精度的設(shè)計方法。有限元法可以詳細預(yù)測五金彈簧應(yīng)力對疲勞壽命和永久變形的影響，能準(zhǔn)確反映材料對五金彈簧疲勞壽命和永久變形的關(guān)系。

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