螺旋彈簧；橡膠彈簧；的案例
仿真案例｜懸架螺旋彈簧自動(dòng)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化
懸架部件在公司的投資組合和收入中占很大比例，底盤部件中也包括螺旋彈簧。
Mubea集團(tuán)將有限元分析方法和Ansys optiSLang應(yīng)用于螺旋彈簧自動(dòng)化設(shè)計(jì)以及后續(xù)優(yōu)化過(guò)程中，以滿足所有邊界條件和使用期限要求。
01 懸架螺旋彈簧的任務(wù)
當(dāng)前的車流密度要求汽車具有安全舒適的駕駛環(huán)境，以保證不論在短距離還是長(zhǎng)距離行駛時(shí)駕駛員都能全神貫注。因此，除了直觀設(shè)計(jì)、可管理性、性價(jià)比和無(wú)故障操作，機(jī)動(dòng)車的高舒適度和高安全性也至關(guān)重要。
如要滿足這些要求，就需要在底盤和車身之間安裝彈性部件和阻尼減震部件。一方面，這些部件必須能在很大程度上吸收道路引起的沖擊和振動(dòng)，另一方面，它們必須始終確保車輪有足夠的牽引力控制。
螺旋壓縮彈簧作為彈性部件是不二之選，因?yàn)槠洌?為緊湊型設(shè)計(jì)，可以安裝在副車架或擺臂上以節(jié)省空間
可以與阻尼器合為一個(gè)部件（簡(jiǎn)單懸架和麥弗遜懸架）
具有線性特征甚至漸進(jìn)性特征
經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，成本低
操作簡(jiǎn)單，免維護(hù)
除了螺旋壓縮彈簧外，現(xiàn)代汽車上一般都安裝了穩(wěn)定裝置，以協(xié)助車輪單側(cè)偏轉(zhuǎn)和雙側(cè)偏轉(zhuǎn)。穩(wěn)定器主要用于減少車身在轉(zhuǎn)彎時(shí)的搖擺，而螺旋壓縮彈簧主要用于確保車身的正確俯仰響應(yīng)和離地間隙。
圖1：阻尼器周圍彈簧布置情況
02 荷載傳遞的類型
從安裝和荷載傳遞角度來(lái)看，彈簧端部螺旋的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。螺旋彈簧通常安裝在其支柱的內(nèi)部或外部，角度范圍高達(dá)270°，以支持中心荷載傳遞。支座可以建在平面上，也可以建在活動(dòng)式彈簧座上，通常由適合端圈的金屬片或橡膠零件制成。
荷載的傳遞基本上可以分為兩種不同的類型。較簡(jiǎn)單的技術(shù)是使用平行對(duì)齊的支柱，且在沒(méi)有任何橫向偏移的情況下，線性引導(dǎo)彈簧端部螺旋。
展開 彈簧的類型及其性能與應(yīng)用
七、片彈簧
片彈簧是一種矩形截面的金屬片，主要用于載荷和變形都不大的場(chǎng)合。可用作檢測(cè)儀表或自動(dòng)裝置中的敏感元件，電接觸點(diǎn)、棘輪機(jī)構(gòu)棘爪、定位器等壓緊彈簧及支承或?qū)к壍取?八、鋼板彈簧
鋼板彈簧是由多片彈簧鋼板疊合組成。廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、火車中作懸掛裝置，起緩沖和減振作用，也用于各機(jī)械產(chǎn)品中作減振裝置，具有較高的剛度。
九、橡膠彈簧
橡膠彈簧因彈性模量較小，可以得到較大的彈性變形，容易實(shí)現(xiàn)所需要的非線性特 性。形 狀 不 受 限制、各個(gè)方向的剛度可根據(jù)設(shè)計(jì)要求自由選擇。同一橡膠彈簧能同時(shí)承受多方向載荷，因而可使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。橡膠彈簧在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用正在日益擴(kuò)展。
九、橡膠彈簧
橡膠彈簧因彈性模量較小，可以得到較大的彈性變形，容易實(shí)現(xiàn)所需要的非線性特 性。形 狀 不 受 限制、各個(gè)方向的剛度可根據(jù)設(shè)計(jì)要求自由選擇。同一橡膠彈簧能同時(shí)承受多方向載荷，因而可使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。橡膠彈簧在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用正在日益擴(kuò)展。
十、橡膠-金屬螺旋復(fù)合彈簧
特性線為漸增型。此種橡膠-金屬螺旋復(fù)合彈簧與橡膠彈簧相比有較大的剛性，與金屬彈簧相比有較大的阻尼性。因此，它具有承載能力大、減振性強(qiáng)、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)。適用于礦山機(jī)械和重型車輛的懸架結(jié)構(gòu)等。
十一、空氣彈簧
空氣彈簧是利用空氣的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈性作用的一種非金屬彈簧。用在車輛懸掛裝置中可以大大改善車輛的動(dòng)力性能，從而顯著提高其運(yùn)行舒適度，所以空氣彈簧在汽車和火車上得到廣泛應(yīng)用。
展開 lsdyna 彈簧模擬，只受壓?jiǎn)蜗?em>彈簧模擬
lsdyna 彈簧模擬，模擬只受壓不受拉，
有限元模型如圖，上面方塊以一定速度，向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，減速到零。這時(shí)希望彈簧壓力消失，不提供反彈力
模擬結(jié)果如圖所示，左邊是彈簧壓縮位移，右邊為動(dòng)畫
ABAQUS讀懂彈簧/非線性彈簧單元——“小而精”的Spring element
<p>彈簧單元（Spring element）作為ABAQUS中的特色用途單元（Special-Purpose Elements）大家常常認(rèn)為其比較“雞肋”，但在某些應(yīng)用場(chǎng)景中卻有著不可代替的作用，可謂“小而精”。今天喵星人就結(jié)合用戶手冊(cè)和項(xiàng)目經(jīng)歷帶大家讀懂彈簧單元。</p><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong>01</strong>彈簧單元類型</p><p>用戶手冊(cè)給出三種彈簧單元的定義：</p><p><br></p><p>1. SPRINGA</p><p>Axial spring between two nodes, whose line of action is the line joining the two nodes. This line of action may rotate in large-displacement analysis.</p><p><strong>喵星人翻譯：</strong></p><p>兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的軸向彈簧，其作用線是連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的線。在大位移分析中，這條作用線可能會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。</p><p><strong>喵星人點(diǎn)評(píng)：</strong></p><p>軸向彈簧的力僅作用于軸線上，因此只有平動(dòng)自由度1/2/3而無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度</p><p><br></p><p>2. SPRING1</p><p>Spring between a node and ground, acting in a fixed direction</p><p><strong>喵星人翻譯：</strong></p><p>節(jié)點(diǎn)與地面之間沿固定方向作用的彈簧</p><p><strong>喵星人點(diǎn)評(píng)：</strong></p><p>也可稱其為接地彈簧，通常應(yīng)用于土與結(jié)構(gòu)相互作用，例如樁基等。
展開 
Abaqus彈簧預(yù)緊力及彈簧振子振動(dòng)簡(jiǎn)單實(shí)例
1、原長(zhǎng)100mm、剛度10N/mm的彈簧水平放置，一端固支，另一端掛1kg的物體。研究彈簧在有預(yù)緊力的情況下的受力及振動(dòng)情況。
2、工況：
初始時(shí)彈簧已伸長(zhǎng)10mm，即彈簧有100牛的張緊力，建模時(shí)彈簧長(zhǎng)度為110mm。用三個(gè)靜力分析和一個(gè)動(dòng)力學(xué)分析演示及驗(yàn)證彈簧預(yù)緊力的存在、作用及振動(dòng)特性。
1）靜力分析——彈簧掛物體端有沿彈簧軸向-20mm的位移；
2）靜力分析——彈簧掛物體端無(wú)載荷；
3）靜力分析——彈簧掛物體端有沿彈簧軸向20mm的位移；
4）動(dòng)力學(xué)分析——彈簧振子自由振動(dòng)。
3、本例使用Reference Length定義彈簧原長(zhǎng)。
4、詳細(xì)步驟
Abaqus彈簧預(yù)緊力及彈簧振子振動(dòng)簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part1.rar
Abaqus彈簧預(yù)緊力及彈簧振子振動(dòng)簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part2.rar
Abaqus彈簧預(yù)緊力及彈簧振子振動(dòng)簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part3.rar
Abaqus彈簧預(yù)緊力及彈簧振子振動(dòng)簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part4.rar
展開 AMESim之HCD庫(kù)介紹（4）帶彈簧的活塞腔 AMESim彈簧教程
在這種情況下，僅施加零位移 (f0) 處的彈簧力。
參數(shù)定義如下：
xs0：活塞零位移時(shí)的彈簧壓縮量，正數(shù)表示壓縮[mm]。
f0：零位移時(shí)的彈簧力，正數(shù)表示彈簧的壓縮力[N]。
x0：活塞零位移時(shí)的腔體長(zhǎng)度[mm]。
dp : 活塞直徑[mm]。
dr : 活塞桿直徑[mm]。如果沒(méi)有活塞桿，將活塞桿直徑設(shè)為零。
彈簧預(yù)緊（f0）和零位移時(shí)的彈簧壓縮（xs0）可以獨(dú)立設(shè)置。
對(duì)于彈簧剛度的定義，這里有三種方法：
數(shù)值：彈簧剛度是恒定的。
該模式下彈簧力計(jì)算公式為：
幾何值：彈簧剛度是恒定的，取決于材料的剪切模量G（N/m2），彈簧直徑ds（mm），鋼絲直徑dw（mm）和工作線圈數(shù)ncoils。彈簧和鋼絲的直徑如下圖所示。
該模式下彈簧力計(jì)算公式為（以螺旋彈簧為例）：
文件或表達(dá)式：彈簧力必須被定義為彈簧位移的函數(shù)。可以通過(guò)一個(gè)一維格式表（1D Format table）或表達(dá)式來(lái)描述。彈簧力的單位必須是[N]，位移（x）的單位是[m]。
該模式下彈簧力計(jì)算公式為：
其中Ft是由參數(shù) "springtable "定義的格式表或表達(dá)式。
活塞腔長(zhǎng)度和體積計(jì)算公式為：
端口1的流量計(jì)算公式為
端口2的受力計(jì)算公式為
可以發(fā)現(xiàn)相較于前文介紹的基礎(chǔ)活塞腔，受力計(jì)算公式中僅增加了彈簧力fspr
BAP016：
BAP016與BAP015的區(qū)別僅在于與端口2和3相關(guān)的變量是交換的。在此不過(guò)多贅述。其計(jì)算公式區(qū)別可參考前文。
BAPREV1：
由于BAPREV1中實(shí)現(xiàn)的反向因果關(guān)系，該模型不像常規(guī)的液壓元件那樣進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量平衡計(jì)算。壓力是根據(jù)靜力平衡計(jì)算出來(lái)的。
展開 基于Solidworks的特殊截面彈簧的造型思路
摘 要：以Solidworks中一般圓柱螺旋線不能直接生成異型截面彈簧的問(wèn)題，以矩形彈簧和三角形彈簧為研究對(duì)象，分析了在Solidworks中造型異型彈簧的方法和步驟，詳細(xì)說(shuō)明了掃描圓柱螺旋面的兩種方法，論述了拉伸異型截面曲面、求交叉曲線等步驟中的關(guān)鍵技巧，此方法可以對(duì)此類零件造型起到舉一反三的作用。
關(guān)鍵詞：彈簧;特殊截面;Solidworks;
0 引言
彈簧是機(jī)械、電子等行業(yè)常用的一種零件，當(dāng)它受力的時(shí)候，可以把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成變形能，當(dāng)外力消失的時(shí)候，又能把變形能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能或者動(dòng)能，從而起到控制運(yùn)動(dòng)、減震、儲(chǔ)能、測(cè)力等作用。
彈簧根據(jù)使用場(chǎng)合和要求，可以分為很多種，其中如果按形狀可以分為螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、碟形彈簧、環(huán)形彈簧、異型彈簧等。
螺旋彈簧最為常見，在Solidworks中，制作圓柱螺旋彈簧，一般是以圓形為草圖生成圓柱螺旋線，然后再以圓柱螺旋線作為引導(dǎo)線進(jìn)行曲面掃描來(lái)完成，但是，有些場(chǎng)合的彈簧，并不是圓柱螺旋形的彈簧，而是帶有異型截面的彈簧，如圖1所示，例如：三角形彈簧、梯形彈簧、矩形彈簧等或者其他不規(guī)則形狀的彈簧，這些彈簧并不能簡(jiǎn)單的在圓柱螺旋線基礎(chǔ)上掃描而成。以矩形彈簧和三角形彈簧為例，論述了這類異型截面的彈簧的制作方法以及關(guān)鍵的操作技巧。這類帶有異型截面的彈簧零件的造型都可以根據(jù)本文的方法，舉一反三設(shè)計(jì)造型。
1 矩形彈簧的制作方法
Solidworks中對(duì)于異型彈簧可以通過(guò)掃描螺旋面、拉伸異型曲面、求交叉曲線、掃描曲面得到。
1.1 螺旋面的制作
螺旋面的制作方法有兩種。
方法一：利用圓柱螺旋線作為引導(dǎo)線來(lái)掃描曲面。
展開 第一篇：彈簧單元
序：我要寫一期python和Abaqus與有限元的文章，從彈簧單元、桿單元一直到實(shí)體單元，通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)例用python編程，Abaqus驗(yàn)證結(jié)果。
例：彈簧串聯(lián)受外力作用，具體數(shù)值如下圖所示，求：a）總剛；b）節(jié)點(diǎn)2與節(jié)點(diǎn)3的位移；c）節(jié)點(diǎn)1的反力；d）彈簧內(nèi)力。
一、有限元法求解
步驟1：離散化
單元
節(jié)點(diǎn)i
節(jié)點(diǎn)j
1
1
2
2
2
3
步驟2：寫單剛
步驟3：寫總剛
步驟4：邊界條件
本例中，u1=0，F(xiàn)2=0，F(xiàn)3=1000N，代入上述方程
步驟5：求方程，解u2和u3
利用上述方程不難解出u2=10m，u3=15m，具體不再贅述。
步驟6：后處理，求節(jié)點(diǎn)1反力F1與彈簧內(nèi)力f1、f2
取出相應(yīng)的方程可求得F1=-1000N，f1=1000N（拉），f2=1000N（拉）。
展開 abaqus接地彈簧
接地彈簧具體如何設(shè)置，剛度代表圍巖等級(jí)，還是彈性反力系數(shù)？望大佬知點(diǎn)迷津
扭矩彈簧的分析
最近幾天趁有些閑時(shí)間做了有關(guān)扭矩彈簧的一系列分析，
推導(dǎo)目前工業(yè)上應(yīng)用的扭矩彈簧的公式，并用有限元驗(yàn)證了一下。
說(shuō)明了公式的適用范圍，附上簡(jiǎn)單總結(jié)報(bào)告和abaqus python建模
程序，供大家參考。
一般情況下不會(huì)有什么問(wèn)題
當(dāng)扭轉(zhuǎn)比較大，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部合適時(shí)候就會(huì)發(fā)生屈曲失穩(wěn)
其實(shí)屈曲失穩(wěn)也可以根據(jù)現(xiàn)有的公式進(jìn)行推導(dǎo)的，有興趣的可以搜一下梁彎曲屈曲的信息。
mySpringSolid.txt
Torsion_Spring_FEA_Theory.pdf
彈簧掛鎖設(shè)計(jì)
但如果這樣的話，你可能會(huì)為了一些最基本的概念而不得不去參閱初始幾章
彈簧掛鎖設(shè)計(jì).pdf
彈簧練習(xí)題
又作——swept
彈簧練習(xí)題.rar
icem 彈簧網(wǎng)格
用了差不多一年的icem cfd 個(gè)人感覺(jué)沒(méi)有想象的那么難，很多人畫不好的原因是沒(méi)有多次的嘗試，沒(méi)有形成分析模型網(wǎng)格劃分的思路。我個(gè)人的覺(jué)得沒(méi)有什么捷徑可走，多看多練多想。
彈簧模擬接觸
做鋼筋拉拔實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何在鋼筋和混凝土連接面上，在每一對(duì)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間分別建立三個(gè)非線性彈簧單元來(lái)模擬鋼筋與混凝土之間法向、縱向切向和橫向切向三個(gè)方向的移動(dòng)。
Adams空氣彈簧
adams中空氣彈特性曲線如下所示:
剛度曲線
其中:
表示x基于標(biāo)準(zhǔn)高度的變形;
表示z不同氣壓在標(biāo)準(zhǔn)高度對(duì)應(yīng)的載荷;
上圖中曲線基于試驗(yàn)測(cè)試得到的空氣彈簧的動(dòng)彈性特性曲線。
動(dòng)彈性特性試驗(yàn):試驗(yàn)過(guò)程:壓力從最大內(nèi)壓至.1MPa,減量為0.1,在每種氣壓下,斷開氣源,以±50mm,0.4Hz的頻率進(jìn)行垂向振動(dòng)10個(gè)循環(huán),記錄最后一個(gè)循環(huán)的負(fù)荷變形曲線和內(nèi)壓變形曲線作為空氣彈簧的動(dòng)彈性特性曲線。
空氣彈在實(shí)際工作時(shí),氣壓是實(shí)時(shí)變化的,試驗(yàn)一般僅能提供有限個(gè)氣壓下對(duì)應(yīng)下的剛度曲線,此時(shí)如何獲取工作時(shí)的空氣彈簧剛度是個(gè)難題,參考文獻(xiàn)1,運(yùn)用擬合法我們可以通過(guò)有限的試驗(yàn)曲線,擬合得到各個(gè)氣壓對(duì)應(yīng)的剛度;同時(shí)也可參考文獻(xiàn)2,利用公式計(jì)算得到空氣彈簧的剛度曲線。
文獻(xiàn)1:《空氣彈簧動(dòng)態(tài)特性擬合及空氣懸架變剛度計(jì)算分析》
文獻(xiàn)2:《復(fù)合式空氣懸架建模仿真研究》
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