彈簧

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彈簧有限元分析方法，在彈簧技術(shù)水平較高的國家雖已進(jìn)入實用化，我國雖有這方面的技術(shù)開發(fā)，但尚未形成實用模型。另外，在彈簧的設(shè)計進(jìn)程中還引進(jìn)了優(yōu)化設(shè)計。彈簧的結(jié)構(gòu)較為簡單，功能單純，影響結(jié)構(gòu)和性能的參變量少，所以設(shè)計者很早就運(yùn)用解析法、圖解法或圖解分析法尋求設(shè)計方案，并取得了一定成效。隨著計算技術(shù)的發(fā)展，利用計算機(jī)進(jìn)行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計取得了成效可靠性設(shè)計是為了保證所設(shè)計的產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析與設(shè)計技術(shù)，它的功能是在預(yù)測和預(yù)防產(chǎn)品可能發(fā)生故障的基礎(chǔ)上，使所設(shè)計的產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的可靠性目標(biāo)值，是傳統(tǒng)設(shè)計方法的一種補(bǔ)充和完善。彈簧設(shè)計在利用可靠性技術(shù)方面取得了一定的進(jìn)展，但要進(jìn)一步完善，需要數(shù)據(jù)的開發(fā)和積累。

懸掛的構(gòu)件雖然簡單但參數(shù)的確定卻相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，廠家不但要考慮汽車的舒適性，操控穩(wěn)定性還要考慮到成本問題。

基于這三個問題不同廠家有不同的傾向性策略。也就產(chǎn)生了國內(nèi)現(xiàn)在比較常見的五種懸掛：麥弗遜式獨(dú)立懸掛、

雙叉臂式獨(dú)立懸掛、單縱臂扭桿梁式半獨(dú)立懸掛、連桿支柱式獨(dú)立懸掛、多連桿式獨(dú)立懸掛。下面就讓我們來逐一分析以上五款國內(nèi)常見懸掛，今天首先來介紹下使用最普遍的麥弗遜式獨(dú)立懸掛。麥弗遜式獨(dú)立懸掛麥弗遜式懸掛是當(dāng)今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。主要結(jié)構(gòu)簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成，減震器可以避免螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動，并可以用減震器的行程長短及松緊，來設(shè)定懸掛的軟硬及性能。

近年來，彈簧的有限元設(shè)計方法已進(jìn)入了實用化階段，出現(xiàn)了不少有實用價值的報告，如螺旋角對彈簧應(yīng)力的影響；用有限元法計算的應(yīng)力和疲勞壽命的關(guān)系等。圖1-8所示為用現(xiàn)行設(shè)計方法計算和有限元法解析應(yīng)力的比較。對相同結(jié)構(gòu)的彈簧，在相同載荷作用下，從圖中可以看出，有效圈少的或螺旋角大的高應(yīng)力彈簧的應(yīng)力，兩種方法得出的結(jié)果差別比較大。這是因為隨著螺旋角的大，加大載荷偏心，使彈簧外徑或橫向變形較大，因而應(yīng)力比較大。用現(xiàn)行的設(shè)計計算方法不能確切地反映，而有限元法則能較為確

切地反應(yīng)出來。