非接触平面涡卷与截锥螺旋弹簧优化设计
本文关键词: 平面涡卷弹簧 非接触 截锥螺旋弹簧 变刚度 优化设计 有限元分析 出处:《燕山大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:平面涡卷弹簧与截锥螺旋弹簧都是应用广泛的、重要的机械零件。但现阶段,它们的设计仍基于传统的试算法,设计效率与精度低。目前有限元方法与优化设计方法已广泛应用于机械设计中,研究如何把它们应用于平面涡卷螺旋弹簧和截锥螺旋弹簧的设计中以提高其设计精度与效率非常必要。 本文以非接触平面涡卷弹簧和截锥螺旋弹簧为研究对象,以有限元方法和优化设计方法为工具,分析了非接触平面涡卷弹簧特征曲线的有限元解与解析解的差别,特性曲线与弹簧圈数的关系,截面弯矩分布均匀性与圈数、半径比例系数的关系,端点作用力的变化情况与内外端点相对位置的关系,,提出了非接触平面涡卷弹簧组合应用以改善其特性线的线性性的新方案,利用有限元软件优化设计模块实现非接触平面涡卷弹簧优化的设计方案以及基于单圈变形的截锥螺旋弹簧的优化设计方案并分别对两个优化方案进行求解。
[Abstract]:The planar coil spring and the truncated conical coil spring are widely used and important mechanical parts, but at present, their design is still based on the traditional trial algorithm. The design efficiency and precision are low. At present, finite element method and optimization design method have been widely used in mechanical design. It is necessary to study how to apply them to the design of spiral spring and truncated spiral spring in order to improve the design accuracy and efficiency. In this paper, the non-contact planar coil spring and the truncated conical coil spring are taken as the research objects, and the finite element method and the optimization design method are used as the tools. The difference between the finite element solution and the analytical solution of the characteristic curve of the non-contact planar coil spring is analyzed. The relationship between the characteristic curve and the number of coils, the distribution uniformity of the cross-section moment, the number of cycles and the radius ratio coefficient are analyzed. Based on the relationship between the change of the end-point force and the relative position of the inner and outer endpoints, a new scheme is proposed to improve the linearity of the characteristic line by using the non-contact planar coil spring combination. The optimization design scheme of non-contact planar coil spring and the optimization design scheme of truncated conical coil spring based on single ring deformation are realized by using finite element software optimization design module and the two optimization schemes are solved respectively.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH135
【参考文献】
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本文编号:1468462
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