Solidworks 2023三维设计及应用教程 课件 7.2.2 圆柱螺旋压缩弹簧设计_第1页
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文档简介

机电工程学院商跃进欢迎学习计算机三维辅助设计结构强度分析结构强度分析是零件安全工作的保护神。7.1快速入门7.2应用实践7.3优化设计7.4多场协调7.2应用实践7.2.1弯扭组合阶梯轴强度校核7.2.2圆柱螺旋压缩弹簧设计7.2.3直齿圆柱齿轮强度设计7.2.4动车组车体碰撞分析学习目标进行弹簧刚度分析：掌握强迫位移施加，列举约束反力和刚度确定方法。进行弹簧强度分析：掌握复制算例、最大载荷施加方法、应力选取方法，强度评价原则。进行弹簧稳定性分析：掌握屈曲分析过程、屈曲载荷确定方法。7.2.2圆柱螺旋压缩弹簧设计

已知某弹簧簧丝直径d=41mm、弹簧中径D=220mm、工作圈数n=2.9圈、自由高H0=256mm，承受的最大载荷Pmax=43kN。设计刚度[Kv]=925N/mm，许用应力[τ]=750MPa。

试对其刚度、强度和稳定性进行校核。1.刚度分析

基本思想：根据弹簧刚度的定义，得弹簧刚度CAE分析的基本思想：弹簧一端固定，另外一端施加单位位移，所得固定端支反力即为弹簧刚度。（1）下支撑圈固定

可见约束反力为931N，即弹簧刚度为931N/mm。与设计刚度925N/mm接近，弹簧刚度合格。（2）上支撑圈单位位移（3）查看约束反力2.强度分析

基本思想：弹簧一端固定，另外一端施加最大挠度（fmax=Pmax/Kv=43000/931=46.2mm），所得应力即为弹簧最大应力。（1）下支撑圈固定可见vonMises应力为921MPa，则当量剪应力为921MPa/2=460.5MPa，小于材料的许用应力（750MPa），弹簧强度合格。（2）上支撑圈最大挠度（3）查看最大应力3.稳定性分析

基本思想：弹簧一端固定，另外一端施加单位位移，进行屈曲分析确定位移屈曲因子乘以弹簧刚度即为临界载荷。（1）下支撑圈固定（3）查看临界挠度（2）上支撑圈单位位移临界载荷Pc=99.904×1.0×931/1000=93.1kN>Pmax=43kN，弹簧的稳定性合格。小结介绍了弹簧刚度计算步骤和原理：加单位位移，看约束反力介绍了弹簧强度设计步骤和原理：加最大挠度，看最大应力介绍了弹

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