弹性筒夹变形分析
机械结构的弹性变形分析与控制
机械结构的弹性变形分析与控制一、引言机械结构的弹性变形是指在外力作用下，机械结构产生的一种可逆变形现象。
弹性变形的分析与控制对于机械工程的设计和制造具有重要意义。
本文将探讨机械结构的弹性变形以及相关的分析与控制方法。
二、机械结构的弹性变形分析1. 弹性变形的基本原理弹性变形是指机械结构在受力作用下变形后能够恢复原状的一种变形形式。
在弹性变形过程中，机械结构的原子、分子间的相互作用力会产生弹性力，从而使结构发生变形。
而当外力撤离后，结构会恢复到其初始状态。
2. 弹性变形的影响因素机械结构的弹性变形受到多种因素的影响，主要包括材料的弹性模量、结构的几何形状和外力的大小和方向等。
材料弹性模量越大，结构的弹性变形越小；结构的几何形状越复杂，弹性变形越大；外力的大小和方向会直接影响结构的受力情况，从而引起弹性变形。
3. 弹性变形的分析方法弹性变形的分析方法主要有理论分析和数值计算两种。
理论分析是通过应用弹性力学理论推导出结构的变形方程，从而得到结构的变形解析解。
数值计算则是通过数值方法对结构的变形方程进行近似求解，得到结构的变形数值解。
4. 弹性变形的控制方法为了减小机械结构的弹性变形，可以采取一些控制措施。
常见的控制方法包括结构加强、材料改进和减小外力作用等。
结构加强可以通过增加结构的截面积、加粗结构的梁柱等来提高结构的刚度，从而减小弹性变形。
材料改进可以选用弹性模量较大的材料，如高强度钢等。
减小外力作用可以通过合理设计机械结构的工作状态，如在设计起重机械时，可以根据工作负荷的大小选择适当的起重机。
三、机械结构的弹性变形控制实例以汽车悬挂系统为例，介绍机械结构的弹性变形控制。
汽车悬挂系统是保证汽车行驶平稳性和舒适性的重要组成部分。
在汽车行驶过程中，悬挂系统需要承受来自路面的冲击力，并使车身保持稳定。
为了减小汽车悬挂系统的弹性变形，可以采用以下控制措施：1. 结构加强：增加悬挂系统的强度和刚度可以减小其弹性变形。
弹性力与变形问题分析
弹性力与变形问题分析弹性力和变形是力学中常见的概念，它们在物理世界中起着重要的作用。
本文将对弹性力和变形问题进行分析，以便更好地理解它们的本质与应用。
一、弹性力的概念与特点弹性力是指物体在受到外力作用后，恢复到原始形态的力。
它遵循胡克定律，即与物体的变形程度成正比。
弹性力具有以下特点：1. 胡克定律：弹性力与物体的变形程度成正比，变形越大，弹性力越大。
2. 动能转化：受到外力作用时，物体的弹性势能被储存起来，并在恢复过程中转化为动能，使物体回复到原始状态。
3. 方向相反：弹性力的方向与物体变形的方向相反，力的作用方向总是指向使物体恢复原状的方向。
二、弹性力的应用弹性力在日常生活和工程领域中有广泛的应用。
以下是几个常见的例子：1. 弹簧：弹簧是利用弹性力的变形性能制成的机械元件。
当施加压缩或拉伸力时，弹簧会产生相应的弹性力，使其恢复到原始状态。
弹簧被广泛应用于机械、汽车工业等领域。
2. 皮筋：皮筋是一种经过处理的橡胶带，具有较强的弹性。
它通常用于捆绑物品，因为它的弹性力可以使物品保持牢固而不松动。
3. 橡皮筋：橡皮筋也是一种常见的弹性物品。
它常被用来捆绑文件、束缚物品，其弹性力能够使文件或物品紧密地保持在一起。
三、变形问题的概念与类型变形是物体由于受到外力作用而改变其形状或大小的过程。
根据变形的性质，可以将变形问题分为以下几种类型：1. 弹性变形：指物体在受力后能够恢复到原始形态的变形过程。
这种变形不会导致物体的永久形变。
2. 塑性变形：指物体在受力后产生永久形变的过程。
在塑性变形中，物体无法完全恢复到原始形态。
3. 弹塑性变形：指物体在受力后既发生一定程度的弹性变形，又有一部分永久形变的过程。
弹塑性变形介于弹性变形和塑性变形之间。
四、变形问题的分析和解决方法对于变形问题，需要进行分析和解决以更好地理解和应对变形现象。
以下是一些常用的分析和解决方法：1. 应力分析：通过对物体内部各点的受力分析，确定物体在受力情况下的应力分布。
机械加工过程中的弹性变形与变形机理研究
机械加工过程中的弹性变形与变形机理研究在机械加工过程中，材料的变形是难以避免的现象。
而其中的弹性变形与变形机理一直是研究的热点。
本文将通过对弹性变形与变形机理的探索，以及对相关实验和理论研究的分析，来探讨这一领域的进展和挑战。
一、弹性变形的定义与特点弹性变形是指材料在受力作用下发生可逆的形变。
它具有以下特点：1. 弹性变形的存在是由于材料内部原子或分子的位移和重新排列引起的，一旦外力消失，材料将恢复到原来的形状。
2. 弹性变形的程度与外力的大小成正比，但是与材料的性质也有关系。
3. 弹性变形发生在材料的线性弹性范围内，超过线性弹性范围则会发生塑性变形。
二、弹性变形的机理研究弹性变形的机理研究关注的是材料在受力作用下原子或分子的位移和重新排列的过程。
目前，研究者们通过实验和理论模型的方法来探索弹性变形的机理。
实验方面，一些常用的方法包括拉伸试验、压缩试验以及压痕试验等。
通过观察材料的变形现象、测量材料的弹性模量和应力-应变关系等参数，可以获得一些关于材料弹性变形机理的信息。
理论方面，弹性变形的机理可以通过分子动力学模拟、分子力学理论以及有限元分析等方法来研究。
这些方法可以模拟材料内部原子或分子之间的相互作用，并通过计算得到材料的应力分布和变形规律。
三、弹性变形的应用与挑战弹性变形在机械加工中具有重要的应用价值。
比如，在激光切割、数控加工和冷冲压等加工过程中，材料的弹性变形是不可忽视的因素。
准确地预测和控制材料的弹性变形能够提高加工精度和效率，降低材料的损伤和浪费。
然而，实践中存在一些挑战。
首先，弹性变形机理的研究还没有达到完全的一致性，不同的实验和理论模型之间仍然存在差异。
其次，材料的弹性性质也会受到温度、应变速率和材料的微观结构等因素的影响，这使得真实工况下的弹性变形机理更加复杂。
最后，对于一些非常薄的材料或者复合材料，弹性变形的研究也存在一定的难度。
为了解决这些挑战，研究者们需要进一步探索弹性变形的机理，建立更加准确和完备的理论模型，并结合实验和数值模拟相结合的方法来加深对这一领域的认识。
弹性筒夹
弹性筒夹
弹性筒夹又称高精度弹性夹头、精密筒夹，常用在精密仪器和设备上进行实验、钻铣。
弹性筒夹使用比较普遍，一般精度要求0.01MM 以下的工件，都需要用到。
夹持范围一般从0.5—34MM不等，其配套部件为：压帽、连接刀杆刀柄和扳手
弹性筒夹一般分为ER型和C型（强力直柄夹头），市场上多为ER型夹头，因其性能稳定、精度高、装卸简单、价格便宜因此使用较多。
其特性是径向跳动仅为C型筒夹的一半，大大提高产品在加工过程中的精度要求，从而减少报废率。
ER型筒夹分为公制和英制两种，可按照各自尺寸要求选择不同制式的筒夹。
ER夹头按其规格(公制)大致分为以下八大块：
ER50
6.0-10.0
505246.060.012.68.5 5.5
1.0
>10.0-34.0 2.0筒夹径向跳动所测量的距离值：
弹性筒夹一般型号
ER50筒夹加上ER50压帽和扳手：
三大普通型号及高速性螺母：
ER弹性筒夹材质分类较多，其中以65mn(弹簧钢)性能最为突出，是广大企业首选型号（AA级标准,可选英制：如1/8英寸，1/2英寸等常见单位）
配套装备—机床延长杆MT型锥柄连接杆
BT系列刀柄上的弹性筒夹
BT50型刀柄配合ER50弹性筒夹
带锥度的延长杆直柄延长杆带弹性筒夹
英制的弹性筒夹
弹性筒夹所配套的各种压帽C型强力夹头：。
零件装夹变形分析与解决措施
零件装夹变形分析与解决措施零件变形主要表现在装夹变形；切削力、切削热使零件产生变形；加工方法和技巧不当使零件产生变形；材料应力释放零件原因导致的变形等。
如果在生产过程中工件产生变形，那么肯定就会影响工件的形位精度，尺寸精度以及表面粗糙度，所以提高易变形零件加工质量和加工效率的关键就是装夹方法以及车削，铣削时的加工方法和技巧。
标签：装夹方法；刀具选择；切削用量1 为什么会产生零件装夹变形我们在加工生产中会遇到各种各样的问题，譬如在加工薄壁易变型零件时，就必须根据其不同的特点，找出薄弱环节，选用不同的工艺方法和夹紧方法来保证加工要求。
很多时候我们要具体问题具体分析，找到切实可行的办法来应对遇到的实际问题。
1.1 工件装夹不当为什么会产生变形？在我们生产实际操作中，如果我们采用三爪卡盘夹紧薄壁外圆，就会由于夹紧面积过小，夹紧力不均匀分布，那么拆卸以后，被卡爪夹紧部分就可能因弹性变形而涨大，最终导致零件出现多角形变化。
1.2 相对位置调整时候偏差，产生壁厚不均的现象经过多年的工作实践，我发现由于夹具、刀具，工件和机床主轴旋转中心的位置调整相对不准确，导致工件几何形状变化和壁厚不均匀现象。
我们遇见很多薄壁零件对于均匀性要求非常高，但对其尺寸精度要求却不高这种现象。
此时工件如果采用常规刚性定位，就会误差非常大，壁的厚度很容易超差。
这样工件在装夹过程中，假设我们没有根据实际特性，也就是工件刚度较低（薄壁件），或者不注意夹紧力的方向和施力点，那么支撑点和压紧点不能够重合就形成力矩效应，最终会引起零件变形。
1.3 为什么要强调零件壁厚差重要性有一部分薄壁零件对均匀性要求非常高，而对其尺寸精度要求却不高。
这种工件和彩刚性定位，就会误差很大，壁厚非常容易超差。
在装夹过程中的工件，假设刚度较低（薄壁件）或者夹紧力方向，施力点选择不恰当，支撑点与压紧点不重合必然形成力矩效应将会引起零件变形。
1.4 选用什么样的刀具至关重要我们选择什么样的刀具，会直接影响零件精度以及表面粗糙度。
弹性胀套的有限元分析及在检具中的应用
大 众 科 技
Ｐｏ ｕａ ｉｎ ｅ ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｐ ｌｒ Ｓｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ
ＶｏＬ １ Ｎｏ ７ ．４ ．
Ｊ ｌ ２ ２ ｕｙ ０１
弹 性 胀 套 的有 限元 分 析 及 在检 具 中的应 用
李利民
（ 方盛车桥 （ 州 ） 限公 司，广西 柳 州 ５ ５ ０ ） 柳 有 Ｉ ４０６
ｄ ｓｄ ｎｔｇｅ ， ｔ ｓｐａ ｒｐｒ ｐｏｓｓａｓ ｃａ ｌｓｉ ｌｅ ｉａ ｖａ ａ ｓ ｈｉ ｐｅ ｏ ｅ ｐｅ ｉ ｅａｔｃｓ ｖｅ， ｕ ｅ ｉ ｈｅｍ ａ ｆｃ ｕ ｅ ｏ ａ ｇ ｉｅｗ ｏｒ ｐｉｃ ｘｔ ｒ ｒｄｅｅ ｔｃｒ ｕ ｆ ｒ ｎ ｉ ｌ ｅ ｓ ｄ ｎ ｔ ｎｕ ａ ｔ ｒ ｆｌｒ ｅｓｚ ｋ ｅ ｅｆ ｕ ｅ ｏ ｔｃ ｉｃ ｍ ｅ ｅ ｔａ ｉ ｌ
ｓ ａ ｅ ｔ ｌｒｎ ｅｏ ｇ ｕ ｅ Ｔｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｅｄ ｓｇ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｒ ￣ ｂｅ ｕ ｅ ｕ ｅｏ Ｓ ｌ ｗｏ ｋ ｍｂ ｄ ｅ ｓ ｏ ｗｏ ｋ ｓ ｍ ｎ ｙ ｉ ｈ ｐ ｅａ ｃ ｆ ａ ｇ 。 ｏ ｎ ｕ ｅｔ ｔ ｈ ｅｉ ｎ ｉ ｒ ａｏ ａ ｌ ， ｅ ａ ｌ ｓ ， ｓ ｆ ｏ ｉ ｈ ｔ ｓ ｄ ｒｓ ｅ ｅ ｄ ｄ Ｃｏ Ｍ ｓ ｒ ｓ ｙ ｔ ａ ａ ｓ ｓ ｅ ｌ ｓ
在 机 械 制 造 加 工 的 工 装 夹 具 的 设 计 中 ， 当 工 件 被 加 工 面 以中心要 素如轴线 、中心平面等 为工序基准 时，采用弹性 胀
１ 制动器总成 外圆跳动检具结构设计
在 生 产 实 践 中 ，一 般 以圆 柱 凸 台 定 位 制 动 底 板 的 基 准
伸缩夹的实验原理及应用
伸缩夹的实验原理及应用伸缩夹是一种能够通过控制材料的形状来实现伸缩功能的夹具。
它的原理是利用材料的弹性变形特性，在外力的作用下改变夹具的形状，从而实现伸缩的功能。
伸缩夹主要应用于各种需要调整尺寸的场合，如夹持、固定、连接等。
伸缩夹的实现原理是材料的弹性变形。
材料在受力时，会进行弹性变形，即在外力作用下形状发生变化，当外力去除后，又能恢复到原来的形状。
伸缩夹通过合理设计材料的形状、厚度和截面等参数，使其在受力时发生弹性变形，实现夹具的伸缩功能。
伸缩夹的应用非常广泛。
其中一个重要的应用领域是夹持和固定。
由于伸缩夹可以根据被夹物体的尺寸进行调整，这使得它成为一种非常灵活和方便的夹具。
举个例子，当我们需要夹持一个尺寸不确定的物体时，可以使用伸缩夹来夹持，只需根据物体尺寸调整夹具的形状，就能够牢固地夹住物体。
另一个应用领域是连接。
伸缩夹可以通过调整夹具的形状来连接两个或多个物体。
这种连接方式可以实现快速拆卸和组装，非常方便。
例如，在机械装配中，我们常常需要将两个零部件连接在一起。
而使用伸缩夹连接，不仅可以提高连接效率，还可以避免由于尺寸不匹配而导致的连接困难。
此外，伸缩夹还可以用于调整部件间的间隙。
在一些需要精确装配的场合，部件间的间隙需要满足一定的要求。
而使用伸缩夹，可以通过调整夹具的形状来控制部件间的间隙，从而达到精确装配的目的。
总而言之，伸缩夹通过控制材料的弹性变形实现夹具的伸缩功能，具有灵活、方便和精确的特点。
它的应用包括夹持、固定、连接以及调整部件间的间隙等多个方面。
在工业生产和科学研究等领域，伸缩夹都发挥着重要的作用，提高了工作效率和质量。
未来随着材料科学的发展，伸缩夹有望在更多领域得到应用和发展。
弹性夹头又称弹性筒夹
弹性夹头又称弹性筒夹，是一种装在钻\铣床上的钻铣夹头,其功能是夹紧钻刀或铣刀.目前用得最多的是ER弹性筒夹.其性能稳定,精度高,深受广大厂家信赖。
ER32指安装DIN6499标准的ER32夹头。
ER3夹头加持范围是1-20。
ER筒夹后面锥柄16度起到了定位作用，16度的和刀柄前头ER内锥的接触面的好坏，直接决定了筒夹的精度，钛浩筒夹16度的锥柄接触率达到90%,高精筒夹这个是主要的检测标准，16的前面就是直径29的宽度3.6mm的螺母偏心环锁紧槽，这个地方也是必交关键的，他决定了筒夹在螺母里面是否好拿出来，主要和螺母配合的，最前头是60度的锥锥度，这个锥度是和螺母里面的60度接触，螺母通过螺纹向刀柄里面压紧，通过60度的接触面向里面移动从而实现ER夹头加持。
用来装在钻、攻、铣床或加工中心主轴上的一种用来禁锢钻攻刀具或者是铣刀具的筒形夹具，也称ER筒夹。
也可以用来固定加固需要改造加工零件的一种固定锁紧装置。
ER弹簧夹头，夹紧力大，夹持范围广，精度好。
广泛用于镗、铣、钻、攻丝、磨雕刻等加工。
ER夹头，是弹簧夹头的一种，一般用于数控刀柄配套使用。
弹性夹头近两年使用率提高迅速，比两年前增长近百倍。
随着小型加工业不断兴起，加工的质量、精度无疑是目前最大的竞争对象，而此类筒夹的出现，在某种程度上成为了中小型企业生存的关键所在。
ER筒夹在其常规使用中，运用最多的是ER11-ER32.占此类筒夹的9/10。
弹性夹具在薄壁筒状零件上应用
冷加工
45
M 机床/附件/工装
achine Tools/Accessories/Fixture
与机床主轴联接，并要求锥柄部分与主轴锥孔配磨 保证70%贴合，这样从联接上就杜绝了零件不同轴 的因素。二是与夹具联接部分，其 31 ° 圆锥面与弹 性套 2 配合胀紧松开工件（小于 30 ° 锥面自锁，松 开螺母后圆锥面不脱开），加工时要保证圆锥面有 1/5贴合。圆柱面是锥面体4的导向面，由于以上两 面都是配合面，因此该两面与锥柄部分的同轴度不 大于 0.02mm。该零件摩擦面多，故要求耐磨。我 们采用45钢，热处理硬度40～45HRC。 （2）弹性套设计 弹性套（见图4）是一个薄 壁两端带锥面的弹性套筒，由两个基本部分组成。 一是两端的夹料部分，二是中间的弹性部分。由于 长圆瓦零件较长，单纯一面夹料容易造成夹不紧、 工件倾斜等现象，为此我们采用了两端锥面，同时 胀紧工件。一端锥面与心轴体圆锥面配合，另一端 锥面与锥面体圆锥面配合，此两锥面的角度定为 30 ° ，因为这样既能保证弹性套迅速胀开和收缩， 又能减小弹性套过大变形，给工件定位精度带来不 利的影响，使弹性套在撑开时与工件表面有良好接 触。为了使弹性套富有弹性，有利于收缩和松开， 在轴向开了6条等分长槽。
2. 夹具零件设计
（1）心轴体设计 组成，一是锥 柄部分，该夹 具与机床联接 采用了圆锥面
图 ３
心轴体（见图3）由两部分
响，同时工件的一次定位保证了加工孔相对应的位 置关系，能容易、稳定地保证工件的加工精度。 （ 3 ）减少了加工时的装夹次数，确保了定位 可靠。装夹也方便迅速，显著减少了辅助时间，提 高了劳动生产率，节约了生产成本。
投稿注意事项
厚壁圆筒的弹性分析
厚壁圆筒的弹性分析根据三个方程 一，基本方程0=-+rdr d r r θσσσ （1） 二，几何方程rudr du r ==θεε, （2）三，物理方程)(1)(1r r r EEμσσεμσσεθθθ-=-=（3）上面三个方程中，r 为圆筒内任一点处的半径，E 弹性模量，μ为泊松比，u 为筒内各点沿半径方向的位移将（2）和（3）联立， σσθγμ-dr duE = （4） σσγθμ-r uE = （5）由（4），（5）得）（r udr du -1E 2μμσγ+=（6） ）（dr duru -1E 2μμσθ+=（7） 将（6），（7）代入到（1）中得0r u-dr du r 1dr u d 222=+ （8） 令r=et0ru -dt du r 1dt du -dt u d r 122222=+）（ （9） 整理为0u -dtud 22= （10） 则（10）的特征方程为 （r+1）（r-1）=0得1-1r r 21==， 所以u 的通解为rBAr Be Ae u t -t +=+= （11） 式中A ，B 为积分常数将（11）代入（6）和（7）中得 ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=22r -1B -1A -1E μμμσγ(12) ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=22r u -1B 1A -1E μμσθ(13) 当r=a 时 1r-p =σ 当r=b 时 2r-p =σ代入（12）中得()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=221a -1B -1A -1Ep -μμμ （14） ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=222b -1B -1A -1E p -μμμ （15） 由此可以求得222122222212a -b p -p b a E 1B a -b p b -p a E -1A ）（μμ+==则径向应力：()()r 1a-b b a p -p a -b p b -p a 222221222212∙=—σγ（16） 环向应力：()()r 1a-b b a p -p a -b p b -p a 222221222212∙+=σθ（17）上式中a为圆筒内径，b为圆筒外径，p1和p2分别为圆筒所受的内压力和外压力，r为圆筒内任一点处的半径。
9弹性元件(秋bk)详解
压簧 磨平
各圈之间有间隙 （变形需要）
最大载荷下 （保持弹性）
1 0.1d 0.2
磨平方式
扭簧
各圈压紧
有杆或挂钩
3.设计约束条件
1. 特性分析
特性
8D3n 8C3n S Gd 4 F Gd F
特性曲线
F
H0----未受力时的自由状态
安装 载荷
长度，或有预紧力时 F＜ F0的长度
Fmin----最小载荷，Smin H1 F Fmax----最大载荷，Smax H2 Fj----极限载荷， Hj h----工作行程， h= Smax - Smin
已知条件
(1)释放力F释=27公斤=264.6N (2)冲程S=70mm (3)从压缩的最大位置到开始冲出，行程4.3mm
(对应时控机构弹簧的行程) (4)预紧力F0=0.22 F释 (5)套管内径19mm，选用二根弹簧，力的分配比：3:1
•设计内外弹簧(求参数，画特性曲线图)
F
Fmax F释
F预
或实测结果设计
膜片的集中力和有效面积
1.集中力 2.有效面积
F Ap A F
p
3. 物理及工程意义
4. 计算公式：
平膜片：
A
4
R
R0
2
线性工作范围
波纹膜片：
A
3
R2 RR0 R02
R 膜片外工作半径、R0 刚性中心圆盘半径
例题（例15-3）
一个膜盒组由三个直径等于53mm的E型膜盒组成，当压力 由1600Pa增加到97200Pa时，如要求的总位移为6.8mm，求膜 片应有的厚度h，工作时的非线性度及承载的安全系数。膜片 的材料为铍青铜。
F’1 S2
初中物理中的弹性变形如何分析？
初中物理中的弹性变形如何分析？在初中物理的学习中，弹性变形是一个重要的概念。
理解弹性变形对于我们认识和解释生活中的许多物理现象都有着至关重要的作用。
首先，让我们来明确一下什么是弹性变形。
当物体受到外力作用时，它的形状或体积会发生改变。
如果在撤去外力后，物体能够恢复到原来的形状和体积，这种变形就被称为弹性变形。
例如，我们常见的弹簧，当对它施加拉力时，它会伸长；当拉力消失，它又会恢复到原来的长度，这就是典型的弹性变形。
那么，如何分析弹性变形呢？我们需要了解弹性形变的产生条件。
外力是导致弹性变形产生的直接原因，但并不是所有的外力都会使物体发生弹性变形。
这个外力必须在物体能够承受的范围内。
如果外力过大，超过了物体的弹性限度，物体就会发生塑性变形，无法恢复到原来的状态。
从力的角度来分析弹性变形，当物体受到外力作用时，物体内部的分子之间的距离会发生改变，从而产生了内力来抵抗外力。
在弹性限度内，内力与外力大小相等、方向相反。
比如，一根橡皮筋，我们拉伸它时，橡皮筋内部的分子相互拉扯，产生的内力与我们拉伸的外力相互平衡。
弹性形变与弹性势能也有着密切的关系。
当物体发生弹性形变时，它具有了弹性势能。
就像被压缩的弹簧，具有了储存起来的能量，当弹簧恢复原状时，弹性势能会转化为其他形式的能量。
我们可以通过计算弹性势能的大小来进一步分析弹性变形。
弹性势能的计算公式为：E ＝ 1/2 kx²，其中 E 表示弹性势能，k 是弹簧的劲度系数，x 是弹簧的形变量。
在实际生活中，有很多弹性变形的例子。
比如，蹦床运动员在蹦床上跳跃时，蹦床会发生弹性变形；射箭时，弓被拉开，弓弦发生弹性变形；篮球在落地时会发生弹性变形等等。
我们通过实验来更直观地分析弹性变形。
比如，可以进行一个简单的弹簧拉伸实验。
准备一个弹簧、一个测力计和一个刻度尺。
用测力计匀速拉动弹簧，同时记录下拉力的大小和弹簧的伸长量。
通过多次测量，我们可以绘制出拉力与伸长量的关系图像。
毕业论文--弹性夹弯曲工艺及模具设计
绪论模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备。
.先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业。
日本工业界认为: “模具工业是其它工业的先行工业,是创造富裕社会的动力”。
美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石”。
在德国模具被冠以“金属加工业中的帝王”之称。
在我国，1998年3月在《国务院关于当前产业政策要点的决定》模具被列为机械工业技术改造序列的第一位,生产和基本建设序列第二位,把发展模具工业摆在发展国民经济的重要位置。
目前,我国冲压模具在产值占模具总产值的40%以上,处于主导地位。
经调查，全国模具行业从业人员的岗位分布情况大致如下：从事模具设计。
模具工艺过程实施，产品质量检验和监督工作的人员占总数的%42；其次是具体生产设备的操作，模具的制作，调试和维修，从事这类工作的是智能型的操作人员，占总数的%26；三是从事生产组织，技术指导和技术管理工作的人员，占总数的%9；14；四是从事模具营销工作和售后技术服务的人员，占总数的%五是个体，行政管理人员，占总数的%9。
冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材,效率高,产品质量好,重量轻,加工成本低等一系列优点,在汽车,航空航天,仪器仪表,家电,电子,通讯,军工,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用。
据统计,薄板成型后,制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中,与其相关的产品占四分之一,在现代汽车工业中,冲压件的产值占总产值的59%。
冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。
在冲压过程中，将材料加工成零件的一种特殊工艺装配，称为冲压模具。
冲模是在实现冲压加工中必不可少的工艺装配，与冲压件是“一模一样”的关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件：没有先进的模具，先进的冲压成型工艺就无法实现。
在冲压零件的生产中，合理的成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是比不可少的三要素。
弹性筒夹工作原理
弹性筒夹工作原理
弹性筒夹是一种常用的夹具，它主要利用材料的弹性特性来夹持工件。
其工作原理如下：
1. 弹性材料：弹性筒夹一般由弹簧钢或橡胶制成。
这些材料具有较高的弹性模量，能够在外力作用下发生弹性变形，然后恢复到原始形状。
2. 夹持工件：将工件放置在弹性筒夹的夹口之间。
此时，弹性材料处于初始状态，在没有外力作用下保持原始形状。
3. 外力作用：施加外力（通常为手动或机动）以使夹具夹紧工件。
外力作用时，弹性材料发生变形，将夹口闭合，使工件牢固地固定在夹具上。
4. 弹性恢复：当外力消失时，弹性材料恢复到原始形状。
由于弹性材料的弹性特性，夹具保持其夹紧状态，使工件得以安全固定。
弹性筒夹的工作原理简单而高效，适用于各种夹持场景。
它具有夹紧力大、稳定可靠以及易于操作和安装等优点。
怎样提高夹头硬度的同时弹性不减弱！值得收藏
怎样提高夹头硬度的同时弹性不减弱！值得收藏一原有夹具结构整体式弹簧夹头由头部-卡爪L1、簧瓣包括头部在内的弹性部分L2、导向部分L3组成。
弹簧夹头夹紧工件用头部L1, 夹头弹性变形用簧瓣L2, 夹头导向用L3。
图1 整体式弹簧夹头结构二弹簧夹头的改进镶块式弹簧夹头的结构如下图所示, 它是由两部分组成的, 一部分是夹头体, 另一部分是卡块, 二者通过螺钉相联接。
夹头体有六个簧瓣, 工作时靠簧瓣的弹性变形来完成夹紧和松开动作, 夹头体材料选用65Mn, 淬火硬度40～45 HRC, 以保证夹头的弹性; 而卡块安装在夹头的爪部, 直接接触工件, 卡块是易磨损件, 卡块材料可采用GCr15, 淬火硬度60～62 HRC, 以增加耐磨性。
镶块式弹簧夹头在使用中曾出现过以下几个问题：(1) 由于夹头制造误差容易出现偏心, 车加工后的套圈会出现壁厚超差现象。
(2) 卡块任意装入夹头后, 测出卡块圆度不好, 用这样的卡块夹紧套圈, 被加工后的套圈也会出现壁厚超差现象。
制造时必须想办法加以克服。
图2 镶块式弹簧夹头1-夹头 2-卡块三夹具体和夹具头的加工精度保证3.1精车夹头的圆锥面, 用螺纹胎保证车加工精度。
夹头体在精车完各个面, 并钻完等分孔后, 再车圆锥面, 车圆锥面时以螺纹面为定位基准, 设计一种螺纹胎, 它可以保证车圆锥面时车加工精度。
加工原理如下图所示, 首先把夹头拧到螺纹胎上,然后把螺纹胎装到机床主轴上, 最后用托板上的小刀架进行切削。
图3 夹头外锥面车加工示意图3.2铣等分槽：在铣削加工夹头上的分槽时，先用立铣刀铣20 mm ×40 mm 六等分槽, 然后再用片铣刀铣分瓣用的宽3 mm 六等分窄槽,但是此槽不能铣通, 端面留有3～ 4 mm 连筋, 使夹头体还是整体, 保证夹头热处理后不变形及磨加工夹头各个定位面的加工精度, 其加工原理如下图：图4 夹头定位面加工原理在以上加工之后要对夹具进行热处理，但处理的部位要合理，夹头头部、尾部需淬火, 其硬度大概为40～45HRC, 夹头中间部分不淬火, 以保证夹头弹性。
弹性筒夹变形分析
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练习：弹性筒夹变形分析
5、按下图为弹性筒夹划分网格，其余设置按系统 默认值； 6、按下图为压套划分网格，其余设置按系统默认值；
练习：弹性筒夹变形分析
二、创建仿真模型 三、定义加载函数和强迫位移条件 1、右击仿真导航器fem1_NonLinear.fem节点，新建仿真， 1、右键点击仿真导航器中字段节点，新建表格， 并命名为sim1_NonLinear.sim,在弹出的创建解算方案对 如下图， 话框中选择解算方案类型ADVNL 601,106，点击确定。
显然非线性步长20计算结果不可取。
练习：弹性筒夹变形分析
5、查看非线性步长15的【位移-节点】的X节点，其半径方向向内压缩1.837mm，和预估 的直径方向3mm夹持范围相差不大，因此需要进一步查看该工步弹性筒夹径向最大主应力 （456MPa,未超出材料许用应力，因此该工况下其强度是安全的，后二者同理，不赘述）、 最大切应力和最大Von-Mises应力进行分析； 6、从上述分析可看出，弹性筒夹在工步15能满足设计要求，最后还需验证下压套在此工步 下变形（最大变形为0.002mm左右，变形很小，在允许的弹变范围内）和应力（最大主应 力17.37MPa，未超过材料许用应力，强度足够）状态，查看是否满足位移和应力要求。 最终结论：根据上述非线性得到的数据和分析，可以判断弹性筒夹在15工步时产生的大变 形位移为本实例设计需要的数据，即能满足设计的总体要求。
练习：弹性筒夹变形分析
四、定义高级非线性接触 1、点击仿真对象模型图标，选择面对面接触，在弹出对话框中按下图设置： 其中源区域设置为筒夹模型三板锥面，在源偏置中输入0.5作为径向压缩量，目 标区域设置为压套模型内锥面，其余为默认设置。
回弹卡夹变形结构
回弹卡夹变形结构回弹卡夹是一种常见的机械连接件，其变形结构具有一定的特点和优势。
本文将探讨回弹卡夹的变形结构并分析其应用。
一、回弹卡夹的定义和特点回弹卡夹是一种利用弹性变形原理实现连接和固定的机械元件。
它通常由两个卡片和一个连接件组成。
两个卡片之间通过连接件连接，并且卡片具有一定的弹性，能够在外力作用下发生变形。
回弹卡夹的特点主要包括以下几点：1. 弹性变形：回弹卡夹的变形主要是通过卡片的弹性变形实现的。
当外力作用在卡片上时，卡片发生弯曲变形，产生一定的弹性力，从而实现连接和固定的功能。
2. 快速装卸：由于回弹卡夹采用弹性变形的原理，因此其装卸速度较快。
只需施加一定的外力即可完成装卸操作，提高了工作效率。
3. 可重复使用：回弹卡夹的弹性变形是可逆的，即在外力消失后，卡片会恢复原状。
因此，回弹卡夹可以重复使用，节约了材料和成本。
二、回弹卡夹的应用领域回弹卡夹由于其特点和优势，在许多领域得到广泛应用。
1. 机械制造：在机械制造中，回弹卡夹常用于零部件的连接和固定。
它可以快速装卸，提高生产效率，并且可以重复使用，节约材料和成本。
2. 汽车制造：在汽车制造中，回弹卡夹常用于汽车零部件的连接和固定，如座椅、仪表板等。
其快速装卸和可重复使用的特点，使得汽车的装配和维修更加方便快捷。
3. 电子设备：在电子设备中，回弹卡夹常用于电子元件的连接和固定。
由于电子元件体积小、重量轻，因此需要一种紧凑、可靠的连接方式，回弹卡夹正好满足这一需求。
4. 建筑工程：在建筑工程中，回弹卡夹常用于连接和固定建筑结构。
其快速装卸和可重复使用的特点，提高了施工效率，减少了人力和材料的浪费。
三、回弹卡夹的设计原则回弹卡夹的设计需要考虑以下几个原则：1. 合理的材料选择：回弹卡夹需要具有一定的弹性，因此材料的选择至关重要。
常用的材料有弹簧钢、不锈钢等，具有良好的弹性和耐腐蚀性。
2. 适当的尺寸设计：回弹卡夹的尺寸设计应根据具体的应用需求进行，包括卡片的长度、宽度和厚度等。
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2、固定弹性筒夹上端面：单击用户定义的约束命令，选 择上端面，方向选择柱坐标系，点击局部再选择端面圆 周棱边，即可在模型上自动创建一个圆柱局部坐标系， 原点为圆周棱边中心。 自由度按下图设置。
2、在弹出表格中，域下（独立）栏选择时间， （因）栏选择长度，并输入（0,0），（1，-25）， 如下图所示完成 表格设置。
练习：弹性筒夹变形分析
四、定义高级非线性接触 1、点击仿真对象模型图标，选择面对面接触，在弹出对话框中按下图设置： 其中源区域设置为筒夹模型三板锥面，在源偏置中输入0.5作为径向压缩量，目 标区域设置为压套模型内锥面，其余为默认设置。
练习：弹性筒夹变形分析
五、定义时间步 在仿真导航器中右键点击solution1，选择编辑图标，在弹出的编辑解算方案中按下图编辑 工况控制。完成后返回解算方案编辑对话框。
பைடு நூலகம்
问题描述
2、弹性筒夹弹变最大许用应力的确定 弹性筒夹的材料为40CrNiMoA（对应于材料库中的 AISI_Steel_4340）。屈服强度为1178 MPa，抗拉强度极限为120 MPa， 压套的材料为45钢（对应于材料库中的Steel），屈服强度为130MPa，抗 拉强度极限为262 MPa，这些材料的抗拉强度极限、屈服极限均为已知， 一般由设计手册和产品设计规范分别查询这两类材料在工况下的许用应力。 显然，本实例弹性筒夹会发生大变形，除去结构上不可避免的应力集中， 加上安全系数，保证该弹性套筒大部分结构的工作应力不超过抗拉强度极 限的75%即可，也假设压套移动过程平稳的，因此，最大部位的最大主应 力不超过1000MPa。 3、非线性解算中的其他规定 非线性解算时间长，为了简化操作，对实体模型进行3D自由网格划分， 单元大小由软件自动确定即可，对计算精度影响也不大。
问题分析
从实际工况来看，弹性筒夹工作过程是一个动态大变形的过程，但不属于 高速冲击动态响应，因此可以选用NX Nastran提供的【ADVNL 601,129】非线 性计算模块。 根据工况可以设定压套压向筒夹锥面的时间为1s，压套移动的距离为 20~25mm，在不知道压套的轴向加载大小的情况下，可以认为将压套强迫下移 25mm，这样可以定义相应的加载函数。 压套在移动过程中和锥面接触是非线性的，因此可以利用【ADVNL 601,129】提供的【高级非线性接触】来定义两者之间的接触状况，这样需要定 义筒夹受压后径向的收缩量（过盈量）为0.5mm（单侧），当然，改变该收缩 量锥面的变形效果不一样了，就需要重新计算。 兼顾计算精度和运行时间，本实例取时间增量为0.05s，共有20给计算步长。 在没有特殊要求的情况下，本实例操作中可以默认非线性计算过程中的收敛 准则。收敛公差、自动递增方案和最大迭代次数等内部参数。
1、弹性筒夹夹持范围的确定
实际工况中，弹性筒夹在径向变形范围是有限制的， 也就是说，它夹持工件的直径有一个范围。另外，夹 持工件本身有刚度，也限制了弹性筒夹过大的大变形。 本实例主要演示去掉工件后，由压套强制压紧弹性筒 夹后查看它的变形范围和应力变化情况，和实际工况 有所出入。为了一般性，结合实际经验预估弹性筒夹 端部的最大变形在3mm（直径方向）左右。通过本 实例非线性计算和分析，进一步确定最大的夹持范围。
完成后点击返回到模型图标。
练习：弹性筒夹变形分析
练习：弹性筒夹变形分析
九、结合设计要求进行分析 分析弹性筒夹在关键时间步上，其径向最大的变形位移和最大的节点应力，便于判定是否满足设计要求。 1、展开非线性步长20的各个子节点，双击【位移-节点】的X节点，在图形窗口中出现模型在X方向的变 形云图，抑制压套网格显示； 2、将位移-节点的坐标系设置为柱坐标系， 3、点击标记开/关图标；在窗口中显示弹性筒夹径向变形位移极值； 由此图可得出结论，最大变形位于前端棱边上，向内压缩移动8.35mm，
这也是筒夹内圆没有刚度限制前提下，能够达到的最大理论变形。而本例
中设计筒径向夹持范围为3mm左右，在分析该时间步的应力情况； 4、双击【非线性应力-节点单元】的 Max Principal（最大主应力）节点，
设置坐标系为柱坐标系，其他设置如右图。
点击标记开/关图标。 可看出最大主应力位于筒体中间薄弱部位， 达到2019MPa,远远超过了材料抗拉极限强度， 结合上页曲线初步判定非 线性步长15为本例计算需 要的数据。
显然非线性步长20计算结果不可取。
练习：弹性筒夹变形分析
5、查看非线性步长15的【位移-节点】的X节点，其半径方向向内压缩1.837mm，和预估 的直径方向3mm夹持范围相差不大，因此需要进一步查看该工步弹性筒夹径向最大主应力 （456MPa,未超出材料许用应力，因此该工况下其强度是安全的，后二者同理，不赘述）、 最大切应力和最大Von-Mises应力进行分析； 6、从上述分析可看出，弹性筒夹在工步15能满足设计要求，最后还需验证下压套在此工步 下变形（最大变形为0.002mm左右，变形很小，在允许的弹变范围内）和应力（最大主应 力17.37MPa，未超过材料许用应力，强度足够）状态，查看是否满足位移和应力要求。 最终结论：根据上述非线性得到的数据和分析，可以判断弹性筒夹在15工步时产生的大变 形位移为本实例设计需要的数据，即能满足设计的总体要求。
练习：弹性筒夹变形分析
八、后处理及动画演示 1、可看到有20个解算成功的非线性步长节点，可展开每个节点，查看各节点/单元的位移和应力情况； 2、右键点击solution1，选择新建后处理视图；
3、点击post view2节点，抑制3d_mesh2，在图形窗口中仅剩弹性筒夹。
4、点击设置结果
图标，将坐标系更改为柱坐标系，单位mm。
练习：弹性筒夹变形分析
一、创建有限元模型 1、打开模型Clip_Assem.prt，（文件夹Ch11_Clip中），进入高级仿真， 新建fem，并命名为fem1_NonLinear.fem，其余参数默认设置； 2、单击指派材料图标为弹性筒夹指派AISI_Steel_4340，为压套指派 steel; 3、单击物理属性图标，点击创建按钮，分别创建材料为AISI_Steel_4340 的PSOLID1和材料为steel的PSOLID2，如下图所示； 4、单击网格捕集器图标，按下图，将实体属性改为 PSOLID1，名称按默认Solid(1)，点击应用，将实体属性 改为PSOLID2，名称按默认Solid(2)，点击确定。
练习：弹性筒夹变形分析
5、按下图为弹性筒夹划分网格，其余设置按系统 默认值； 6、按下图为压套划分网格，其余设置按系统默认值；
练习：弹性筒夹变形分析
二、创建仿真模型 三、定义加载函数和强迫位移条件 1、右击仿真导航器fem1_NonLinear.fem节点，新建仿真， 1、右键点击仿真导航器中字段节点，新建表格， 并命名为sim1_NonLinear.sim,在弹出的创建解算方案对 如下图， 话框中选择解算方案类型ADVNL 601,106，点击确定。
（模型为圆柱体形状，构建位移约束是也采用的柱坐标系）
练习：弹性筒夹变形分析
4、绘制关节节点位移随时间变化曲线： ①右键点击post view2，选择新建图表，如下图；弹出图表对话框如下图2
②将图表类型更改为交叉迭代，如右图，点击 图标，在图形 区选择筒夹锥面大径外缘上一个节点（如7261），其他参数默认。 点击应用即可出现下页曲线。
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二者乘积即为压 套作用时间1S。
练习：弹性筒夹变形分析
六、定义解算参数 1、在解算方案工况控制中，点击策略参数右侧创建建模对象图标，如下图。在弹出对话框中，将分析控制选 项卡下自动增量设置为ATS,再单击平衡选项卡，将每个时间步的最大迭代次数设置为150，其他参数默认值。 自动增量提供3种方式： ATS指自动时间步长控制方案； LDC载荷位移控制方案；
练习：弹性筒夹变形分析
表格含义：表示压套压紧筒夹的运动，压紧时间设置为1S，表示不涉及冲击效应，这与实际情况吻合，压套 压紧方向与+Z方向相反，因此其运动长度为负值，实际上，压套运动长度为20mm即可将筒夹压紧，因此设 定的强迫运动距离超过20mm即可。
3、选择强迫位移约束命令，选择压套上端面，方向选柱坐标系，局部选择压套上端面圆周棱边，自由度除 DOF3外全部设置为0， DOF3按下图点击F[X]设置。
TLA总载荷应用方案。
各种、方案提供的参数设置值 各不相同。
练习：弹性筒夹变形分析
2、在解算方案中点击参数选项卡，勾选 大位移，如下图，即完成解算方案设置。 七、求解 解算监视器中包含三个对话框，如下图
非线性历史：记录记录加载时间步的过程； 载荷步收敛：记录解算迭代及其收敛过程。
如果计算中出现不能收敛的情况，首先要检查所构建的有 限元模型是否和实际情况相吻合，单元类型、边界条件和 加载方式是否合理，如果这些操作合理的话，建议采用减 小加载步长、线性搜索、调整收敛准则、切换自动增量模 式和增加单步最大迭代次数等方法来保证模型计算的收敛。
弹性筒夹变形分析
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问题描述
本实例以弹性筒夹在受压后发生大变形为研究对 象，图11-4所示为弹性筒夹的装配主模型，工作时弹 性筒夹不动，将压套压向筒夹下端剖开的锥面（锥面 总长为20mm，锥度为30°），使得均布的三瓣锥面 产生大变形，径向向内压缩，从而夹紧放入其孔内的 工件。因此需要计算弹性筒夹在在变形过程中的变形 位移、最大主应力大小的变化过程，为进一步的结构 优化设计提供原始参数。