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l 匐 化 波形弹簧的力学性能分析 Analysisofthew avespringmechanicaIproperties 秦代成’，李慧谨’，罗丽丽’，吴军伟 QlNDai—cheng，LIHui-jin，‘LUOLi． WUJun．wei (1．中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，绵阳621900；2．中国工程物理研究院 电子工程研究所，绵阳621900) 摘 要：以波形弹簧为研究对象，针对制造波形弹簧力学性能不稳定的问题，采用理论、有限元和实验 相结合的方式分析了波形弹簧的力学性能，得到了结构尺寸对力学性能的影响程度 ，根据有 限元分析结果对波形弹簧进行优化设计，减轻了波形弹簧的质量。其分析方法对波形弹簧的 设计和制造具有指导意义。 关键词：波形弹簧；力学性能；有限元分析 中圈分类号：TH135 文献标识码：A 文章编号 ：1009—0134(2014)08(上)一0089—03 Oei：10．396~l／J．issn．1009-0134．2014．08(E)．23 0 引言 于水平线上的相切得半椭 圆形弹簧，将其用一条 波形弹簧结构如图1所示，其要求在特定力值 椭圆形弧线表示，取一个波作为研究对象。如图2 下产生相应的变形范围。波形弹簧一般 由薄的冷 所示，假设为两端 自由支撑截面为矩形的梁，按 轧弹簧钢带冲压成型，在圆周上均匀分布多个波 材料力学计算方法，载荷P作用于中点时，该点的 峰，有减振、隔振、降低噪声等作用，它的主要 位移如式 (1)所示 ： 特点是体积小，较小变形就能承受较大载荷且受 力均匀对称 。通用弹簧的弹性性能分析、测试方 法在国标、行标中都有据可查、有依可循，而关 于波形弹簧 的弹性性能研究开展比较少，卢宝生 等人对波形弹簧结构进行了优化设计n】。本文结合 试验 ，采用理论推导和有限元仿真相结合的方式 对波形弹簧的力学性性能进行研究。 图2 波形弹簧受力示意图 6： (1) 48 式中： 6为1／2N波簧在载荷P下的位移 (mm)； 图1 波形弹簧模型图 ，为1／2N波簧长度 (mm)，，：!! ； 2Ⅳ 1 理论分析 E为弹性模量 (N／mm2)； 波浪弹簧 的受力情况如图2所示，一般可忽 1 I为截面惯性矩 (nlnl4)，I= ； 略扭矩 的影响。波浪弹簧与支撑面得接触方式， l二 随着变形量的变化而变化，当变形量小于某定 N
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