本文選題：斜圈彈簧 + 應(yīng)力松弛　； 參考：《西安理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：斜圈彈簧以其獨特的結(jié)構(gòu)特點和力學(xué)性能被廣泛地應(yīng)用于電力、密封、醫(yī)療及交通等領(lǐng)域。無論是以何種功能使用,斜圈彈簧都有著優(yōu)于普通彈簧的性能。 但是,斜圈彈簧在應(yīng)用過程中長期處于高溫壓縮狀態(tài),必會產(chǎn)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象。然而,國內(nèi)對斜圈彈簧的設(shè)計、制造、檢測及失效預(yù)防等方面的研究還處于起步階段。盡管已有學(xué)者刈對斜圈彈簧的應(yīng)用范圍、材料、制造工藝、熱處理、電接觸特性及力學(xué)性能等方面進行了研究,但對其應(yīng)力松弛失效方面的研究較少。因此,對斜圈彈簧應(yīng)力松弛現(xiàn)象的研究具有重要的理論和實用價值。斜圈彈簧應(yīng)力松弛理論分析。首先,本文以微段斜圈彈簧為研究對象,將其簡化為一端固定的當(dāng)量懸臂梁,對其受力狀態(tài)進行了分析。通過數(shù)值計算,推導(dǎo)出了斜圈彈簧徑向力和變形的計算式,即剛度計算式,并利用有限元模擬仿真和簡化的方法驗證了計算式結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次,在剛度計算式的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了斜圈彈簧的應(yīng)力計算式,其計算結(jié)果和ANSYS所得結(jié)果吻合較好;最后,根據(jù)應(yīng)力松弛的基本含義,分析得到了斜圈彈簧應(yīng)力松弛的理論計算式,并分析了應(yīng)力松弛率對彈簧應(yīng)力松弛的影響。斜圈彈簧應(yīng)力松弛的ANSYS有限元仿真分析。建立了斜圈彈簧的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,利用MATLAB及Pro/E軟件建立了斜圈彈簧的有限元模型;求得了斜圈彈簧在載荷作用下應(yīng)力的衰減情況;分析了環(huán)境溫度對松弛行為的影響。此外,通過回歸處理應(yīng)力松弛曲線,得到了斜圈彈簧在不同環(huán)境溫度下的松弛動力學(xué)方程,并由此推算出了斜圈彈簧在服役20年以后的應(yīng)力損失率,為其壽命評判提供了可靠的依據(jù)。斜圈彈簧應(yīng)力松弛測試裝置的研究。通過分析不同類型的斜圈彈簧及應(yīng)力松弛測試裝置的主要技術(shù)指標(biāo)和性能要求,確定了斜圈彈簧應(yīng)力松弛測試裝置的總體方案,并對其各個模塊進行了設(shè)計,最后提出了斜圈彈簧應(yīng)力松弛測試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
[Abstract]:The oblique coil spring is widely used in electric power, sealing, medical treatment and transportation due to its unique structural characteristics and mechanical properties. No matter with any function, the oblique coil spring has better performance than the ordinary spring. However, the oblique coil spring is in the state of high temperature compression for a long time during the application, which will cause stress relaxation. However, the research on the design, manufacture, detection and failure prevention of oblique coil springs is still in its infancy. Although some scholars have studied the application range, material, manufacturing process, heat treatment, electrical contact characteristics and mechanical properties of oblique coil spring, there are few studies on stress relaxation failure. Therefore, the research on stress relaxation of oblique coil spring has important theoretical and practical value. Theoretical analysis of stress relaxation of oblique coil spring. Firstly, the micro-segment oblique coil spring is taken as the research object, which is simplified as an equivalent cantilever beam with one fixed end, and its stress state is analyzed. Through numerical calculation, the formula of radial force and deformation of oblique coil spring is derived, that is, stiffness formula, and the accuracy of the formula is verified by finite element simulation and simplified method. Secondly, on the basis of the stiffness formula, the stress calculation formula of oblique coil spring is derived, which is in good agreement with the result obtained by ANSYS. Finally, according to the basic meaning of stress relaxation, The theoretical formula of stress relaxation of inclined coil spring is obtained, and the effect of stress relaxation rate on stress relaxation of spring is analyzed. ANSYS finite element simulation analysis of stress relaxation of oblique coil spring. Based on the mathematical model of inclined coil spring, the finite element model of inclined coil spring is established by using MATLAB and Prop / E software, the stress attenuation of inclined coil spring under load is obtained, and the effect of ambient temperature on relaxation behavior is analyzed. In addition, the relaxation dynamic equation of oblique coil spring under different ambient temperature is obtained by regression treatment of stress relaxation curve, and the stress loss rate of oblique coil spring after 20 years of service is calculated. It provides a reliable basis for life evaluation. Research on stress relaxation testing device of oblique coil spring. By analyzing the main technical specifications and performance requirements of different types of oblique coil spring and stress relaxation testing device, the overall scheme of stress relaxation testing device for oblique coil spring is determined, and each module is designed. Finally, the structure design scheme of stress relaxation test device for oblique coil spring is presented.
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH135

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本文編號：2059723