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Solidworks弹簧刚度分析

本人因为对于弹簧选型常常都很困惑，开始看不懂国标里弹簧刚

度到底啥意思，为了彻底理解国标说明，根据国标的弹簧尺寸参数建

立了弹簧模型，用Solidworks对弹簧刚度进行了分析计算弹簧刚度值，

作为分享给对国标也存在疑惑的朋友们吧（国标的说明不够细致，啥

时候可以在里面多举例子给大家参考下多好）

首先建立的模型是两端并紧磨平圆柱压缩弹簧（模型容易建，分

析也最方便，使用也最广泛），建立的方法采用的是可变螺距弹簧，

我材料选用的是65Mn普通弹簧，选择了国标里的丝径4mm，中径

40mm，有效圈数14.5mm的弹簧。

第一步：建立模型

弹簧零件采用了可变螺距的方法，该方法的弹簧建立方法如下图

所示。大家别使用扫描曲面那种方法，那种方法对于显示弹簧动画效

果特别有用，但是没法做可变螺距弹簧用于分析。具体的建立操作步

骤就请大家自行百度了哈。

下面是我给的参数，根据图标里写的自由高度的计算公式：

H0=(n+2)d+fs可的自由高度计算值为：207.8。根据GB/T1358取

整，最接近的应该为200mm，然后根据200mm的自由高度调整参

数，使得总的圈数尽量为14.5+2=16.5，而且螺距13.5的有效圈数为

14.5。

下图为装配体模式下的图，上下两端添加了压缩弹簧的受力端盖。

第二步：受力分析

选了Solidworkssimulation中的静态分析1、添加下端盖的底面

为固定面

2、添加上端该的顶面为受力面，默认受力为均匀受力，受力大小

为1N，尽量不要将

受力大小设置的过大，因为过大的受力弹簧的变形量太大，

Solidworks会采用大位移旗标的显示方式，但是这个方式不太可靠，

很容易求解器报错。所以就设置成1N就可以了，只要能够得到刚度系

数值即可。

3、确定接触类型，默认为全接触

4、划分网格，按照默认方式划分网格即可

第三步：计算结果

1、选择运算得到结果

2、应变图解属性，应变图解属性选择Y方向

从计算结果来看，在负方向上最大的位移为：-3.759×10-1mm，

即在1N的作用力下，

弹簧的变形量为0.3759mm，所以弹簧的刚度为

1/0.3759=2.66N/mm

对比国标说明的刚度值：39.5/n，即总刚度为

39.5/14.5=2.724N/mm

差异为：（2.724-2.66）/2.724=0.0235

说明我们建立的模型与实际值的刚度值差异在2.35%，在合理范

围内，说明我们模型建立的比较准确。