特殊截面彈簧的案例
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題，以矩形彈簧和三角形彈簧為研究對象，分析了在Solidworks中造型異型彈簧的方法和步驟，詳細說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鍵技巧，此方法可以對此類零件造型起到舉一反三的作用。
關鍵詞：彈簧;特殊截面;Solidworks;
0 引言
彈簧是機械、電子等行業常用的一種零件，當它受力的時候，可以把機械能轉化成變形能，當外力消失的時候，又能把變形能轉化成機械能或者動能，從而起到控制運動、減震、儲能、測力等作用。
彈簧根據使用場合和要求，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線進行曲面掃描來完成，但是，有些場合的彈簧，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則形狀的彈簧，這些彈簧并不能簡單的在圓柱螺旋線基礎上掃描而成。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本文的方法，舉一反三設計造型。
1 矩形彈簧的制作方法
Solidworks中對于異型彈簧可以通過掃描螺旋面、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線來掃描曲面。
展開 變截面彈簧自振特性分析
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由 cad軟件中導入結構模型，設定分析的各種單位尺度關系
按照彈簧的實際材質給模型賦予材料屬性
選擇結構模態分析進行下一步設定，選擇按照剛度調整計算參數
通過邊界條件命令給彈簧添加簡支邊界條件。
點擊運行按鈕即可開始計算。
計算完成后點擊查看結構結果按鈕，就可以找到位移查看選項。圖例及相關描述見下圖。
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使用感受，
Simsolid是我用的最容易上手的力學分析軟件，沒有之一，可以和cad軟件無縫對接，不需要進行格式轉換，由于沒有網格，計算的速度很快，前處理過程中只需要按照分析要求輸入或者設定合理的材料屬性和邊界條件即可，分析完成后查看操作和結果輸出功能也很強大，能夠滿足工程和科研的要求。
展開 變截面彈簧模態分析
對于變截面彈簧進行了模態分析，并導出相關位移動畫
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