组合形波形弹簧性能分析与研究

《组合形波形弹簧性能分析与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级公开UDC学位论文题目：组合形波形弹簧性能分析与研究研究生姓名：汪潭学科专业名称：机械设计及理论研究方向：CAD/CAE/CAM技术论文类型：应用研究申请学位：工学硕士指导教师姓名：鲁墨武指导教师职称：教授指导教师单位：沈阳航空航天大学论文提交日期：2015年2月28日论文答辩日期：2015年3月13日沈阳航空航天大学2015年03月SHENYANGAEROSPACEUNIVERSITYTHESISFORMASTER’SDEGREEANALYSISANDRESEARCHOFWAVESPRING

2、MECHANICALPROPERTIESCandidate：TanWangSupervisor：MowuLuSpecialty:MechanicalDesignandTheoryDate:March2015沈阳航空航天大学硕士学位论文摘要波形弹簧又称作为波簧，是一种在实际工作以及实验当中应用极其广泛的弹性元件。由于其轴向长度普遍小于传统式弹簧，如今在很多领域已逐渐代替了较为落后的一般弹簧。因为缩小了波簧的轴向高度，应用波形弹簧也以另一种方式调低了波簧的安装使用空间。比较小的安装空间需求和较低的对材料数量

3、的要求，导致所需要花费的成本大幅减小。波形弹簧可代替大多数传统弹簧使用在轴承当中充当负载的作用。在工作状态下，补偿变化尺寸以及大小。可造出压力值不受限制的波簧，从而能够产生一个逐渐或骤然到达一个预设工作高，同样也可积攒负载。这样利用负载和形变之间的比例，便可较为准确的得到弹性系数。本文利用UG三维建模，Workbench进行有限元分析，从而得到波形弹簧的各项性能参数，对于波形弹簧的使用以及选择提供依据。参考以往的文献以及论文，在此基础上配合推导得出波形弹簧的刚度理论公式；在UG软件中利用规律曲线将公式导

4、入画出弹簧主干线的方式对其进行参数化的建模。将建好的波形弹簧CAD模型通过无缝接口导入到ANSYSWorkbench软件中，对波形弹簧的加载过程进行仿真分析，得到弹簧刚度特性曲线；以组合型波形弹簧为对象，利用有限元法进行非线性的分析，模拟了真实工作状态下的弹簧分析，并对相同参数下不同结构类型的组合型中的并联型和串联型进行了对比，得出不同情况下时可以选择不同种的弹簧以及并联型弹簧更加适合受载状态，串联型更加适合大变形的工作状态；对波形弹簧进行刚度试验测试，将测试结果与理论计算结果和有限元分析结果进行对比，

5、结果表明：有限元法可以作为一种研究波形弹簧性能的有效方法，理论计算方法虽有一定局限性，对计算公式进行适当修正后仍可用来研究波形弹簧的力学性能；组合型波形弹簧的模态数与波形弹簧的层数成反比，摩擦系数对波形弹簧的压缩量存在滞后性的影响，摩擦系数越大，滞后性越明显，即弹簧的实际工作刚度越大。对波形弹簧进行动力学分析，通过模态分析得到弹簧的固有频率和振型；通过谐响应分析得到弹簧的共振响应。关键词：波形弹簧；力学性能；有限元；弹簧刚度；滞后性I沈阳航空航天大学硕士学位论文AbstractTheWaveSpring

6、s(WS)areakindofelasticelementwidelyusedinpracticalworksandexperiments.Becauseoftheirgenerallylessaxiallengthandthereforelessneedofinstallationspacescomparedwiththetraditionalsprings,theyhavebeennowadaysgraduallyreplacingtheoutdatedones.Therelativelylower

7、requirementofinstallmentspacesandofthequantitiesofmaterialsleadstoasubstantialreductionofcosts.Thewavespringscanbeemployedasloadsinthebearingssubstitutedformostoftraditionalsprings.Intheworkingstatus,thewavingspringswithunlimitedvalueofpressurescanbecrea

8、tedbyadjustingthecompensatorysizesandtherebyproducesagradualorsuddenreacheddefaultworkhighinordertoaccumulateloads.Usingtherationofloadsoverdeformations,theelasticcoefficientcanbeproducedmoreaccurately.Inthispaper,IemployU