目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 多股簧的特性 1
1.2 多股簧的用途 2
1.3 多股簧的國內(nèi)外研究進展 6
1.3.1 多股簧基礎理論的研究進展 6
1.3.2 多股簧響應特性的研究進展 8
1.3.3 多股簧制造回彈的研究進展 9
1.3.4 多股簧加工裝備的研究進展 10
1.3.5 多股簧疲勞失效的研究進展 11
1.3.6 多股簧扭動微動的研究進展 12
第2章 多股簧基礎理論 14
2.1 基于相角梯度的側(cè)絲中心線幾何描述方法 14
2.2 多股簧最優(yōu)冷繞捻距設計準則 22
2.3 多股簧側(cè)絲變形 28
2.4 多股簧側(cè)絲幾何數(shù)值求解方法 30
2.4.1 接觸區(qū)域的離散處理 32
2.4.2 鋼絲平衡方程的離散處理 35
2.4.3 絲間接觸力及接觸變形 36
2.5 幾何模型有限元仿真及試驗驗證 38
2.5.1 有限元仿真 39
2.5.2 掃描試驗 41
2.5.3 幾何模型驗證 42
第3章 多股簧靜態(tài)設計方法 45
3.1 細長曲桿的彈性力學理論 45
3.1.1 細長曲桿的曲率分量和扭率 45
3.1.2 細長曲桿的受力平衡方程 46
3.2 多股簧靜態(tài)響應模型 49
3.2.1 多股簧靜態(tài)響應模型的建立 49
3.2.2 數(shù)值算例 57
3.3 多股簧準靜態(tài)響應試驗 61
3.3.1 試驗裝置 61
3.3.2 試驗結(jié)果 62
第4章 多股簧動態(tài)設計方法 64
4.1 多股簧動態(tài)響應的非線性模型 64
4.1.1 動態(tài)模型及其參數(shù)識別 64
4.1.2 參數(shù)識別試驗 71
4.2 多股簧系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)諧波響應的非線性分析方法 73
4.2.1 多股簧系統(tǒng)的運動微分方程 73
4.2.2 穩(wěn)態(tài)諧波響應的分析方法 74
4.2.3 試驗驗證 77
4.3 多股簧沖擊響應特性 79
4.3.1 多股簧沖擊載荷響應模型 79
4.3.2 基于攝動法的非線性改進模型 80
4.3.3 多股簧沖擊響應特性試驗 83
第5章 多股簧制造回彈試驗及理論研究 90
5.1 彈塑性有限元法 90
5.1.1 彈塑性成形的基礎理論 90
5.1.2 非線性的有限元求解 92
5.2 基于ABAQUS軟件的分析方法 93
5.2.1 材料特性 94
5.2.2 分析步確定 95
5.2.3 單元類型及網(wǎng)格劃分 96
5.3 ABAQUS軟件準靜態(tài)分析 96
5.4 單股簧繞制成形及卸載回彈的模擬分析 98
5.4.1 有限元模型 99
5.4.2 有限元計算結(jié)果 100
5.5 多股簧繞制成形及卸載回彈的模擬分析 102
5.5.1 幾何模型 102
5.5.2 邊界條件及網(wǎng)格劃分 103
5.5.3 有限元計算結(jié)果 104
5.5.4 多股簧股間鋼絲的載荷分布分析 105
5.5.5 單股鋼絲與單股簧的分析 106
第6章 多股簧制造工藝 110
6.1 多股簧的材料 110
6.1.1 鋼絲材料簡介 110
6.1.2 鋼絲材料的力學性能參數(shù) 111
6.2 多股簧的繞制成形方法 112
6.2.1 多股簧的繞制工藝 112
6.2.2 張力控制對多股簧繞制成形的影響 113
6.3 多股簧的后處理 114
6.3.1 熱處理 114
6.3.2 穩(wěn)定化(立定)處理 116
6.3.3 機械強化處理 116
6.4 多股簧的表面處理 117
6.4.1 表面預處理 118
6.4.2 表面氧化處理 119
6.4.3 表面磷化處理 119
第7章 多股簧數(shù)控加工機床 120
7.1 高精度多股簧數(shù)控加工機床 120
7.1.1 機床結(jié)構(gòu)設計 120
7.1.2 機床加工工序 122
7.2 全自動多股簧大型數(shù)控加工機床 124
7.2.1 機床結(jié)構(gòu)設計 125
7.2.2 機床控制系統(tǒng)設計 126
7.3 機床張力控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 128
7.3.1 張力控制系統(tǒng)設計 128
7.3.2 張力控制智能算法設計 130
7.3.3 張力控制系統(tǒng)實現(xiàn) 139
第8章 多股簧檢測和試驗 142
8.1 多股簧沖擊試驗機研發(fā)背景 142
8.2 沖擊試驗機的研制 144
8.2.1 總體方案設計 144
8.2.2 沖擊試驗機布局設計 145
8.3 檢測裝置設計 147
8.3.1 數(shù)據(jù)采集與處理 148
8.3.2 數(shù)據(jù)處理與算法 149
8.4 沖擊試驗機試驗案例 152
8.5 多股簧疲勞試驗裝置 155
第9章 多股簧疲勞失效研究 157
9.1 多股簧軸向載荷下的有限元仿真 157
9.1.1 多股簧有限元建模 157
9.1.2 模型有效性驗證 160
9.1.3 多股簧疲勞壽命預測 161
9.2 多股簧疲勞試驗及分析 165
9.3 多股簧斷裂分析 171
9.3.1 多股簧疲勞斷裂 171
9.3.2 斷口形貌分析 172
第10章 多股簧循環(huán)載荷下扭動微動機理研究 179
10.1 扭動微動機理研究 179
10.1.1 扭動微動接觸 179
10.1.2 循環(huán)載荷下的扭動微動 182
10.2 多股簧鋼絲扭動微動半解析方法 184
10.2.1 半解析方法 184
10.2.2 循環(huán)載荷下的應力計算 187
10.2.3 多股簧扭動微動試驗 190
10.3 多股簧鋼絲橢圓接觸研究 197
10.3.1 多股簧鋼絲橢圓接觸分析 197
10.3.2 橢圓接觸表層下應力分布 199
參考文獻 204