基于普通碟形弹簧经验公式的计算软件的设计

基 于 普 通碟 形 弹 簧 经 验公 式 的计 算 软件 的设 计
卜 刚 ， 高建 和 ，郭 斌 ，吴 焕
（ ． 扬 州 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 江 苏 扬 州 ２ ５ ２ ；２ 扬 州 核 威 碟 形 弹 簧 制 造 有 限 公 司 ， 江 苏 扬 州 １ ２１７ ．
量； 和 Ｋ Ｋ。 为相关 系数 。
收 稿 日期 ：２ １ － 卜２ ；修 回 日期 ：２ １ — ２ １ ０１１ ８ ０ １１ — ５
（） ７
其中：
作 者 简 介 ： 刚 （９ ９） １ ８ 一 ，男 ，江 苏 建 湖 人 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向为 碟 形 弹 簧 、涡 卷 弹 簧 的 测 试分 析 及相 关 设 计 。
ｆ ＋２ ｔ＋ ｆ３
Ｐ＝２。 ： ； ｔ一ｈ
Ｑ： 。
后 的程 序 中进 行 调 用 。同 样 ， 这 种 方 法 ， 写 出 Ｃ 用 编
值 的查 找程 序 ， 公式 为 ： 其
２ 各 参数 的计算在 软 件中的 实现
本 文软 件设计 的 目的是 在公 式 （ ） ２ 中输 入 任 意 ７
。 ●一 ｃ ： 一 ＝
与Ｋ＋ｌ— Ｋ
。 … ・（Ｉ ・． １） ・● ＇ ・ ｌ 的 实现 ． ｈ 、 ｔｄ计 查找 到 Ｋ。 ， 用 各 参 数 对 应 的公 式 进 行 编 程 后 运
得到 Ｆ、 。ｆ、。通过 公式 Ｃ—Ｄ／ 调 用查 找 Ｃ 的子 ｈ、 ｔ ｄ，
较 为繁琐 。针 对 此本 文 以普 通 碟簧 经验 公式 为基 础设 计 了计算 软件 ， 来简 化计 算过 程 。 用
１ 普 通 碟 形 弹 簧 及 其 经 验 公 式
Ｆ ： × ×× 手ｃ ＋ 南 手 ［一 一 （
１ ……・ ］。 …… …… ……… …… ……… …… …・ ２ ・（ ）
中 图 分 类 号 ：ＴＨ１ ５ ３： ３ １ １ ３ ． ＴＰ １ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
文献 ［ ］ ， 经验公 式 （ ） ２中 将 １ 化简 为 ：
现 在通 常 以 Ａｌ ｎ和 Ｌ ｓｌ ｍｅ ａｚ ｏ撰 写 的关 于 碟簧 设
计 的文献 Ⅲ作 为设 计 碟 簧 的 依 据 ， 由于 碟 簧本 身 显 但 著 的非线 性 ， 使得 普 通碟 簧 经 验 公 式 中各参 数 的运 算
ｈ０
厶Ⅱ
。
… …
…
…
… …
… （ ） ６
Ｆ 一
× 赠 ［ 每 （一 × （一 ｈ ｏ －
＋ｈ 。 … … … … … … 。
＋
） ］。 …… …… …… …… …… … ……… …… （ ） ＋１ １
其 中： Ｆ为载 荷 ； 为弹 性 模 量 ； 为 泊松 比 ； Ｅ ｆ为 变形
ｑ 一——
ｎ＝ ｔ ： ＝２ｆ ：
６＝ ３ ｔ ；
＿
则 Ｋ。 为 ： 值
Ｋ １ — （ ．＋ ｔ ＋ Ｋ － — Ｃ 一Ｋ Ｃ － Ｃ） ７． ｌ ＋ （
—
－
．
Ｃ． ）
一
—
—
—
—
—
—
—
…
…
。
（） ９
其 中： Ｋ 分 别 为参 数 Ｃ 和 Ｋ Ｃ 和 在 编程 时 使 用 的 ； 数 组 ， 的范 围 为 Ｏ ～５ ， 数 组 分 别 为 Ｃ。 Ｃ 。 ０ ９即 ０～ 。和 Ｋ。 。 ～Ｋ 。用数 组及 插 值 法 可 以编 写 出子 程 序 ， 以 。 在
在 式 （） ， ２ 中 参数 Ｅ、 一 般 为常 数 ， 在计 算 软件 中 可作为 输入 量 ， 需 要 计算 。联 系碟 簧 的性 能及 实 验 不 结果， 去除 一 些 数 学 理 论 解 ， 参 数 的计 算 公 式 分 别 各
为：
普通 碟簧 其截 面 为矩形 ， 主要 尺 寸有 外径 Ｄ、 自由 高度 Ｈ。 内径 ｄ、 高 度 ｈ 、 、 锥 。 厚度
图如 图 １所示 。
。碟 簧 结构 示 意
Ｋ１＝ ＝婴 ＝
。
…
…
（ ４）
ｒ
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…
…
…
…
…
图 ｌ
磲 簧 结 构 示 薏 图
。
（ ５）
文 献Ｅ ］ １ 中通 过 ３个 主要 假 设 提 出 了普 通碟 簧 各 参数 计算 的经验 公式 ， ： 即
第 ２ （ 第 １１ ） 期 总 ７期
２１ ０ ２年 ４月
机 械 工 程 与 自 动 化 ＭＥ ＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
ＮＯ ．２ Ａｐｒ ．
文 章 编 号 ：６ ２ ６ １ （ ０ ２ ０— ０ ９ ０ １ ７－ ４ ３ ２ １） ２ ００ — ３
２ ５０ ） ２ ０ ８
摘 要 ：随 着 计 算机 技术 和计 算 方 法 的 发 展 ，复 杂 的 工 程 问题 可 以采 用 数 值 计 算 方 法 并 借 助 计 算 机 得 到 满 足 工
程 要 求 的数 值 解 。 通 过 对 普 通碟 形 弹 簧 的几 何 非线 性 及 经 验 公 式 的 分 析 。在 掌 握 其 参 数 力 学 性 能 的基 础 上 ， 利 用 Ｊｖ ａａ语 言 对 该 经 验 公 式进 行 计 算软 件 的 设 计 ，从 而 为 普 通 碟 形 弹 簧 的 选 型 、设 计 计 算 以 及 校 核 提 供 数 据参考 。 关 键 词 ： 普通 碟 簧 ；经 验 公 式 ； 计 算 软 件
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机 械 工 程 与 自 动 化
２１ ０ ２年 第 ２期
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个 参数 ， 能求 出另 一 个参 数 ， 而 对 普通 碟 簧 的选 型 、 从 设 计计算 以及校核 提供 数据参 考 。 在式 （ ） ８个 参数 中 ， 数 Ｅ、 ２的 参 通 常 作 为输 入