一、五金彈簧的應(yīng)力提高后應(yīng)用的更為廣泛
(1)當(dāng)五金彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力增大時(shí),螺旋角增大,使彈簧的疲勞源由內(nèi)側(cè)向外側(cè)轉(zhuǎn)移。因此,有必要采用精確的彈簧分析技術(shù)。目前廣泛使用的方法是有限元法。汽車懸架彈簧的特點(diǎn)是除了具有足夠的疲勞壽命外,其永久變形應(yīng)較小,即抗松弛性能應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi),否則,由于彈簧變形的不同,車身重心會(huì)發(fā)生位移。同時(shí),還應(yīng)考慮環(huán)境腐蝕對(duì)其疲勞壽命的影響。隨著車輛維修周期的延長,對(duì)車輛的永久變形和疲勞壽命提出了更高的要求。因此,必須采用高精度的設(shè)計(jì)方法。有限元法能較詳細(xì)地預(yù)測(cè)彈簧應(yīng)力疲勞壽命和永久變形的影響,能準(zhǔn)確地反映材料與彈簧疲勞壽命和永久變形的關(guān)系。近年來,彈簧的有限元設(shè)計(jì)方法已進(jìn)入實(shí)用階段,并有許多有用的報(bào)道,如螺旋角對(duì)彈簧應(yīng)力的影響、有限元法計(jì)算的應(yīng)力與疲勞壽命的關(guān)系等顯示了元素方法。對(duì)于同一結(jié)構(gòu)的彈簧,在相同的載荷下,從圖中可以看出,兩種方法對(duì)低有效圓或大螺旋角的高應(yīng)力彈簧的應(yīng)力差別很大。這是因?yàn)殡S著螺旋角的增大,載荷偏心率增大,彈簧外徑或橫向變形較大,應(yīng)力較大?,F(xiàn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算方法不能準(zhǔn)確反映,而有限元法能準(zhǔn)確反映。
(2)spring設(shè)計(jì)在使用可靠性技術(shù)方面取得了一些進(jìn)展,但要進(jìn)一步提高可靠性,還需要數(shù)據(jù)的開發(fā)和積累。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)外編寫了各種版本的彈簧設(shè)計(jì)程序,為硬件彈簧技術(shù)人員的開發(fā)和創(chuàng)新提供了便利條件。利用該設(shè)計(jì)程序完成了難以設(shè)計(jì)的弧形離合器彈簧和鼓形懸架彈簧的開發(fā)。隨著彈簧應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,許多新的問題需要設(shè)計(jì)者關(guān)注和解決。例如,材料、強(qiáng)壓力和噴丸處理對(duì)疲勞性能和松弛性能的影響在設(shè)計(jì)中很難精確計(jì)算,這取決于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。按現(xiàn)行設(shè)計(jì)公式計(jì)算的匝數(shù)小于設(shè)計(jì)剛度時(shí),應(yīng)減少有效匝數(shù),以滿足設(shè)計(jì)要求。目前,量產(chǎn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)趨勢(shì),以最大工作剪應(yīng)力和疲勞壽命要求為例。目前廣泛使用的金屬彈簧應(yīng)力和變形計(jì)算公式是從材料力學(xué)中推導(dǎo)出來的。沒有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),高精度彈簧的設(shè)計(jì)和制造是很困難的。隨著設(shè)計(jì)應(yīng)力的提高,以往的許多經(jīng)驗(yàn)不再適用。