各向同性圆柱螺旋弹簧的有限元法应力分析_外文翻译.rar

附件C：译文


各向同性圆柱螺旋弹簧的有限元法应力分析
Dammak Fakhreddine, Taktak Mohamed, Abid Said,
Dhieb Abderrazek, Haddar Mohamed
Unit of Mechanics, Modelling and Manufacturing, National School of Engineers of Sfax, Mechanical Engineering Department,University of Sfax, Sfax PB W-3038, Tunisia
Received 17 January 2005; accepted 1 July 2005 ;Available online 29 August 2005

摘 要 本文介绍了一种高效的两个节点有限元，每个节点有6自由度，能够模拟一个螺旋弹簧的所有行为。公式包含了剪切变形的影响，是基于假定力的混合算法。合力的近似值有效地验证了由此结果产生的平衡方程。将提出的模型与其他模型进行了比较。该单元仅采用一个单元就能得到了沿弹簧和通过簧丝表面上不同应力的分布状态。

关键词：螺旋弹簧 有限元 应力分布

1.引 言
螺旋弹簧是一个基本的机械单元，主要应用于秤、刹车及车辆的悬架系统..，以满足必要的功能：施加应力，贮存或吸收能量，提供机械系统的柔性并维持一个力或是压力。在这些应用中的众所周知的螺旋弹簧，是一个圆柱形的三维曲梁，由它的螺旋形状和沿轴线的曲率来定义。
在工作过程中，螺旋弹簧经历不同的静态和动态载荷。很多研究人员预测它的行为。在研究初期，研究者遇到一些困难，如形状复杂，张力的耦合行为，弯曲拉伸耦合效应的存在，剪切变形和转动惯量的影响。现在这些困难被解决了，文献也很丰富的，这些文献对螺旋弹簧提供了良好的设计，以克服设计的矛盾，获得工作时的最高性能。
事实上，我们可以找到许多有关圆柱螺旋弹簧的动态行为研究（耶尔德勒姆， 1997年， 1998年， 1999年， 1999年，李和汤普森，2001年；耶尔德勒姆， 2001年；贝克尔等人， 2002年； busool和艾森伯格， 2002年；耶尔德勒姆， 2004年）。也有许多方法（如有限元法，动态刚度矩阵法等）。建立了螺旋弹簧的运动控制方程，以研究不同截面形状和不同边界条件螺旋弹簧的固有频率，同时，还研究了参数（有效圈数，螺旋线俯仰角，螺旋线径和簧丝线径的比率，预负荷等）对固有频率的影响。这些研究所取得的结果与实验结果进行了比较，以核实他们的理论。在实验工作中，我们要特别提到Mottershead(1980年)和Lim和Pisano的工作(1987年)的工作，他们解决了有关决定弹簧的固有频率的难题，取得如此近似的值。