多股簧几何设计与应力分析：一种有限元仿真方法

"这篇论文是2011年由萧红、王时龙、周杰、冯治恒和雷松在重庆大学学报上发表的，主题是关于多股簧的设计计算及其有限元仿真分析。该研究得到了多个国家级和地方级科研项目的资助。作者通过深入分析多股簧的形成过程，探讨了单股钢丝中心线的空间结构，并计算了关键几何参数，如钢索分布圆半径、钢丝螺旋倍数和中心线轨迹参数。他们提出了一种基于特征扫描的多股簧辅助设计方法，利用PROE软件进行建模。此外，利用ABAQUS软件进行了有限元仿真，分析了多股簧在受载时的应力应变特性、钢丝应力分布以及加载速率对弹簧振动的影响，为多股簧的制造和性能评估提供了理论依据。" 在论文中，作者首先详细阐述了多股簧的成形过程，强调了单股钢丝中心线在弹簧整体结构中的重要性。他们基于现有的几何参数，进行了数学计算，确定了钢索分布圆的半径，这直接影响到多股簧的结构稳定性和性能。此外，计算了钢丝螺旋倍数，这是决定弹簧弹力特性的关键因素之一。钢丝中心线的轨迹扫描参数的计算则有助于更精确地模拟弹簧的形状。 为了简化设计过程，作者提出了特征扫描的多股簧辅助设计策略。这一方法允许通过单一的扫描步骤来创建多股簧单股钢丝的中心线模型，极大地提高了设计效率。在PROE这一强大的三维建模软件的支持下，此方法能够生成逼真的弹簧几何模型，为后续的分析奠定了基础。 在设计计算的基础上，研究进一步采用了ABAQUS有限元软件进行仿真分析。通过仿真，他们揭示了多股簧在承受负载时各钢丝的应力应变特性，这对于理解弹簧的工作行为至关重要。同时，分析了钢丝截面上的应力分布，这有助于识别可能的应力集中区域，从而优化设计以提高弹簧的耐用性。加载速率对多股簧簧圈振动的影响也被纳入研究，这部分分析对于预测弹簧在不同工作条件下的动态响应具有实际意义。 这篇论文不仅提供了多股簧设计的新方法，还通过详尽的有限元仿真，补充了现有分析和测试手段的不足。这些研究成果对于多股簧的制造工艺改进和性能试验具有重要的指导价值，为相关领域的工程实践提供了有力的理论支持。