汽車復(fù)位彈簧有限元分析

隨著社會的進(jìn)步,新的工業(yè)產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用,給人類創(chuàng)造了更加舒適、安逸的生活環(huán)境。作為機(jī)械基本元件之一的彈簧,在我們生活的環(huán)境里以其獨(dú)特的魅力發(fā)揮著特有的功能。彈簧可伸長壓縮的特性，在汽車領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用,對汽車的運(yùn)行性能有著重要的影響，如何提高汽車彈簧產(chǎn)品的可靠性及其使用壽命是車企關(guān)注的重點。

以汽車復(fù)位彈簧為研究對象,通過采用CAE軟件對復(fù)位彈簧進(jìn)行疲勞分析,得到應(yīng)力應(yīng)變分布特征和疲勞壽命曲線，進(jìn)一步對復(fù)位彈簧進(jìn)行模態(tài)分析,找出所建模型的薄弱點。揭示了在循環(huán)載荷作用下復(fù)位彈簧失效的根源和規(guī)律,對進(jìn)一步開展復(fù)位彈簧結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計有重要意義。

以下為元王為某汽車零部件企業(yè)做的汽車復(fù)位彈簧有限元分析案例。

分析背景

1、分析在位置1.1、1.2、2.1、2.2及最大等五個位置處的最大應(yīng)力值和位置并出示動態(tài)圖，及作用在復(fù)位彈簧端頭的反作用力分別為多大；

2、計算彈簧的自振頻率；

3、彈簧在安裝角度至最大角度之間運(yùn)行2300萬次不能出現(xiàn)斷裂；

FEA模型

分析工況

分析條件

分析結(jié)果（動畫展示）

分析結(jié)果（1.1角度89.56°）

前六階模態(tài)

- 彈簧的最大主應(yīng)力為1419Mpa，在材料屈服應(yīng)力范圍內(nèi)；作用在復(fù)位彈簧端頭的接觸力（單側(cè)）為110.23N。

- 彈簧扭轉(zhuǎn)變形后，受力點到基準(zhǔn)面A的尺寸：81.8mm

分析結(jié)果（1.2角度93.46°）

- 彈簧的最大主應(yīng)力為1574Mpa，在材料屈服應(yīng)力范圍內(nèi)；作用在復(fù)位彈簧端頭的接觸力（單側(cè)）為121.38N。

 - 彈簧扭轉(zhuǎn)變形后，受力點到基準(zhǔn)面A的尺寸：81.3mm。

分析結(jié)果（2.1角度96.89°）

- 彈簧的最大主應(yīng)力為1645Mpa，在材料屈服應(yīng)力范圍內(nèi)；作用在復(fù)位彈簧端頭的接觸力（單側(cè)）為125.57N。

 - 彈簧扭轉(zhuǎn)變形后，受力點到基準(zhǔn)面A的尺寸：79.7mm。

分析結(jié)果（2.2角度99.71°）

- 彈簧的最大主應(yīng)力為1649Mpa，在材料屈服應(yīng)力范圍內(nèi)；作用在復(fù)位彈簧端頭的接觸力（單側(cè)）為126.14N。

 - 彈簧扭轉(zhuǎn)變形后，受力點到基準(zhǔn)面A的尺寸：79mm。

分析結(jié)果（最大角度100.78°）

 - 彈簧的最大主應(yīng)力為1670Mpa，在材料屈服應(yīng)力范圍內(nèi)；作用在復(fù)位彈簧端頭的接觸力（單側(cè)）為132.2N。

 - 彈簧扭轉(zhuǎn)變形后，受力點到基準(zhǔn)面A的尺寸：78.3mm。

- 彈簧在安裝角度至最大角度之間的疲勞次數(shù)為10^5.688=487528

通過上述案例可知，元王有限元分析直觀快速的反映出汽車復(fù)位彈簧的應(yīng)力分布情況，為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計提供了方便、直觀、可靠的參考數(shù)據(jù)，使汽車復(fù)位彈簧最大應(yīng)力值的位置進(jìn)行轉(zhuǎn)移，盡可能的降低汽車復(fù)位彈簧因為疲勞而出現(xiàn)的失效問題，從而延長產(chǎn)品使用壽命。選擇元王CAE仿真應(yīng)用專家，為您的企業(yè)帶來無限可能。