弹簧有限元分析

考虑接触时72.8mm位移下的 接触压力
考虑接触时的接触压力变化
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W-11
弹簧疲劳寿命分析
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W-12
弹簧的动态特性研究
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W-13
转K2外圆弹簧静应力测试
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W-14
转k2型转向架承载外圆弹簧 有限元分析
主要内容
•1. 有限元模型建立 •2. 刚度计算 •2.1 纵横向刚度理论计算 •2.2纵横向刚度有限元分析 •3. 应力分析 •3.1 设计应力计算 •3.2 有限元应力计算 •4. 弹簧压缩变形的数值仿真 •5 接触应力的影响
•6. 弹簧疲劳寿命分析 •6.1 疲劳寿命计算公式 •6.2 转K2外圆弹簧疲劳寿命分析 •7. 弹簧的动态特性研究 •7.1理论计算公式 •7.2弹簧模态分析 •附录 弹簧有限元分析命令流文件 •1 弹簧有限元分析 •2 考虑接触时的命令流
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W-2
该模型共 6436个节点 ，7348个 SOLID45 实 体单元。
有限元模型
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刚度计算
纵横向刚度理论计算 纵横向刚度有限元分析
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W-4
纵横向刚度理论计算
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纵横向刚度有限元分析
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设计应力计算
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W-7
转k2型转向架承载外圆弹簧设计应力
当P=35244.4时 ，将表1中弹簧的 有关参数代入以上 各式可得
FY = 0.3961747E-03
FZ = 32251.17
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MX = 117118.0
MY = -20644.15
MZ = -0.8699030E-02
• 转K2外圆弹簧图纸QZC85-00-02中标注的此时的纵向载荷FZ =35594.8N。计算可得等效应 力见图5。可见，最大等效应力为1491MPa(理论计算结果为1612.23MPa)。
1 2(t t b ) 2 b 4 t 2 b 1 2( 2 5 6 ) 2 9 9 4 8.5 0 2 1 0 .2 6 M 3 12 Pa
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W-8
有限元应力计算
• 底面约束三个方向所有线位移，顶面沿纵向施加图纸规定的强迫位移72.79mm，计算所得 约束反力为：
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FX = 0.4804281E-03
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弹簧压缩变形的数值仿真
计算时将弹簧底面施加固定约束，顶面 设置按时间逐渐增大的位移，分析总时间设 为72.8s，计算时间分为25步，总压缩量为 72.8mm，每步压缩量为72.8/25=2.912mm。 分析中仅考虑静力影响。
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W-10
接触应力的影响
• 由图6可见，支撑圈处簧条发生了嵌入，这与实际情况不符，要解决该问题必须 进行接触分析。计算时，模型离散为5223个节点，7810个单元，其中，SOLID45 单元6628个，TARGE170单元238个，CONTA174单元944个。