彈簧的設(shè)計(jì)到底依據(jù)什么推導(dǎo)出來的？

一、彈簧的設(shè)計(jì)到底依據(jù)什么推導(dǎo)出來的？

（1）彈簧的設(shè)計(jì)到底依據(jù)什么推導(dǎo)出來的？目前來說，彈簧設(shè)計(jì)主要是采用了廣泛應(yīng)用的彈簧應(yīng)力（應(yīng)力不是力，而是一種壓強(qiáng)）以及變形計(jì)算公式是從材料力學(xué)中推導(dǎo)出來的，沒有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，高精度彈簧的設(shè)計(jì)和制造是很困難的，隨著設(shè)計(jì)應(yīng)力的增加，以往的許多經(jīng)驗(yàn)不再適用，例如：當(dāng)彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力增大時，螺旋角增大，使彈簧的疲勞源由內(nèi)側(cè)向外側(cè)轉(zhuǎn)移，因此有必要采用精密分析技術(shù)，目前廣泛使用的方法是有限元法。

（2）汽車懸架彈簧的特點(diǎn)是除了具有足夠的疲勞壽命外，其永久變形應(yīng)較小，即抗松弛性能應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，否則車身重心會發(fā)生偏移。同時，還應(yīng)考慮環(huán)境腐蝕對其疲勞壽命的影響。隨著車輛維修周期的延長，對車輛的永久變形和疲勞壽命提出了更高的要求。因此，必須采用高精度的設(shè)計(jì)方法。有限元法能較詳細(xì)地預(yù)測彈簧應(yīng)力對疲勞壽命和永久變形的影響，能準(zhǔn)確地反映材料與彈簧疲勞壽命和永久變形的關(guān)系。

（3）近年來，彈簧的有限元設(shè)計(jì)方法已進(jìn)入實(shí)用階段，有關(guān)螺旋角對彈簧應(yīng)力的影響、有限元計(jì)算應(yīng)力與疲勞壽命的關(guān)系等方面的實(shí)用報(bào)道較多設(shè)計(jì)過程。該彈簧結(jié)構(gòu)簡單，功能簡單，節(jié)省了影響結(jié)構(gòu)和性能的參數(shù)。為此，設(shè)計(jì)人員采用解析法、圖解法或圖解分析法，及早尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，并取得了一定的效果。隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計(jì)取得了良好的效果。

（4）可靠性設(shè)計(jì)是為保證設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析設(shè)計(jì)技術(shù)。其任務(wù)是在預(yù)測和預(yù)防產(chǎn)品可能失效的基礎(chǔ)上，使設(shè)計(jì)產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的可靠性目標(biāo)值。它是對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的補(bǔ)充和改進(jìn)。彈簧設(shè)計(jì)在可靠性技術(shù)的應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)展，但進(jìn)一步的改進(jìn)需要數(shù)據(jù)的開發(fā)和積累。

（5）隨著彈簧應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，許多新的問題需要設(shè)計(jì)者關(guān)注和解決。例如，材料、強(qiáng)壓和噴丸處理對疲勞和松弛性能的影響在設(shè)計(jì)中很難準(zhǔn)確計(jì)算；依賴于試驗(yàn)數(shù)據(jù)；根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計(jì)公式計(jì)算的圈數(shù)，彈簧剛度值小于設(shè)計(jì)剛度值，因此，為了滿足設(shè)計(jì)要求，需要減少有效匝數(shù)。