实验(III)_螺旋弹簧CAD-CAE实践.doc

实验（III） 螺旋弹簧CAD/CAE实践 实验目的 掌握螺旋弹簧CAD设计方法。 掌握螺旋弹簧CAE分析的基本过程。 实验内容 弹簧参数如左表。试完成以下内容： 独立用三种方法完成弹簧造型。 独立完成弹簧刚度计算。 独立完成弹簧强度计算。 螺旋弹簧CAD造型 1、制造工艺过程 修正下料→端部加热→锻尖→加热→卷绕→淬火→回火→强化处理（喷丸、强压、渗碳）→磨平端面→试验或验收。 2、螺旋弹簧造型过程 （1）一段变螺距螺旋线扫描法 弹簧是由簧条圆绕一条螺旋线旋转而成的，故其造型过程为：先绘制螺旋线，再绘制簧条圆，然后利用扫描特征创建弹簧基体，最后利用拉伸切除特征创建支撑圈。 图-1 一段变螺距螺旋线扫描法 （2）三段等螺距螺旋线扫描法 弹簧是由簧条圆绕三条首尾相连的螺旋线旋转而成的，故其造型过程为：先绘制三条首尾相连的螺旋线，并将其组合为一条螺旋线，再绘制簧条圆，然后利用扫描特征创建弹簧基体，最后利用拉伸切除特征创建支撑圈。 （3）三段直线扫描法 弹簧是由簧条圆绕三条首尾相连的直线扭转而成的，故其造型过程为：先绘制三条首尾相连的直线，再绘制簧条圆，然后利用扫描特征中的沿路径扭转命令依次创建弹簧基体，最后利用拉伸切除特征创建支撑圈。 图-2 三段等螺距螺旋线扫描法 图-3 三段直线扫描法 弹簧刚度计算 基本思想：弹簧一端固定，另外一端施加单位位移，所得固定端支反力即为弹簧刚度。 弹簧刚度计算 基本思想：弹簧一端固定，另外一端施加最大位移（=最大载荷/弹簧刚度），所得应力即为弹簧最大应力。 图-2 刚度计算（f=1mm） 图-3 强度计算（f=47.2mm） 0 1