【摘要】：斜圈彈簧是一種廣泛應用于航空航天、醫(yī)療設備、新能源汽車和高壓電力連接等領(lǐng)域的密封結(jié)構(gòu)、電氣連接和機械鎖緊場合的彈性元件,而長時間的高溫高壓工作環(huán)境會導致彈性元件產(chǎn)生回彈特性降低甚至喪失的現(xiàn)象,即應力松弛特性。為了防止出現(xiàn)密封泄露和連接失效等事故,研究斜圈彈簧應力松弛特性及預測其服役壽命具有非常重要的意義。本文針對斜圈彈簧應力松弛特性及其壽命預測研究主要有以下內(nèi)容:(1)建立單軸應力松弛理論及斜圈彈簧應力松弛理論。通過分析單軸蠕變模型和應力松弛模型,依據(jù)其產(chǎn)生機理的相似性實現(xiàn)蠕變理論向松弛理論的轉(zhuǎn)化,推導出單軸應力狀態(tài)下的松弛理論;進行斜圈彈簧的受力分析和應力分析并結(jié)合多軸蠕變理論,建立適應于斜圈彈簧的應力松弛理論。(2)研制基于CTM2500拉伸試驗機的應力松弛試驗設備。在普通拉壓試驗機的功能基礎上進行溫度模塊添加和專用夾具設計,實現(xiàn)對材料不同溫度下長時間的性能測試。(3)單軸應力松弛模型參數(shù)變化規(guī)律的探究。進行鈹青銅C17500不同載荷和不同溫度下的松弛加速試驗,通過單軸松弛模型和試驗曲線的參數(shù)擬合得出各模型參數(shù)的變化規(guī)律及預測曲線,為研究斜圈彈簧應力松弛提供參數(shù)依據(jù)。(4)驗證斜圈彈簧應力松弛理論的正確性并對其服役壽命進行預測。進行不同載荷和不同溫度的斜圈彈簧松弛加速試驗,運用Arrhenius壽命預測理論實現(xiàn)斜圈彈簧正常工作環(huán)境下的服役壽命預測,并結(jié)合材料的松弛參數(shù)進行彈簧有限元分析得出仿真松弛曲線,通過理論曲線、仿真曲線和松弛試驗曲線的對比驗證多軸松弛理論的正確性,并進行三者之間的誤差分析,并運用有限元方法進行彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)對松弛特性影響的分析,從結(jié)構(gòu)參數(shù)設計方面給出降低彈簧松弛率,提高斜圈彈簧的服役壽命的合理建議。綜上所述,通過松弛理論和松弛試驗的相互印證,得出各模型參數(shù)的變化規(guī)律,實現(xiàn)斜圈彈簧松弛特性的有限元分析和服役壽命預測。
【圖文】：

的械和電子領(lǐng)域應用最為廣泛的彈性。常見的普通圓柱螺旋彈簧只能承受）曲線呈線性狀，，而在很多實際應實際所需，斜圈彈簧應運而生[2]。L公司申請了既可以承受軸向載荷又：朝一個方向傾斜的橢圓繞線圈，經(jīng)；力學特性：對其進行徑向加載時，向轉(zhuǎn)動），在一定的徑向變形范圍內(nèi)[3]，如圖 1-2 為普通彈簧與斜圈彈簧性元件的密封結(jié)構(gòu)、電連接組件和作環(huán)境的航空航天、生物醫(yī)療、新能

傾斜角方向轉(zhuǎn)動），在一定的徑向變形范圍內(nèi)具有小變的回彈力[3]，如圖 1-2 為普通彈簧與斜圈彈簧剛度曲線為核心彈性元件的密封結(jié)構(gòu)、電連接組件和鎖緊機構(gòu)特殊工作環(huán)境的航空航天、生物醫(yī)療、新能源汽車和圖 1-1 斜圈彈簧實物圖Fig.1-1 Physical diagram of canted coil spring
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH135

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本文編號：2706111