波形弹簧的模态分析.pdf

制造业信?化闫/建/ CAD/CAM/ CAE/CAPP MANUFACTURNG INFORMATIZATION波形弹簧的模态分析鲁墨武,尹星,张波,魏树先(沈阳航空航天大学机电工程学院,沈阳110136)摘要:弹簧的固有频率决定了整个弹簧系统的稳定性。利用三维软件UG进行实体模型的建立导入,并运用workbench软件对模型进行有限元求解。以组合并联型与单片整体型波形弹簧为研究对象,对具有相同材料力学性能参数的两种不同类型的波形弹簧进行模态分析。通过对波形弹簧的数值仿真,并对两种仿真结果进行对比,得到了相同工作条件下组合并联型与单片整体型波形弹簧的固有频率的数据对比。为不同情况下弹簧种类的选择提供一定参考。关键词:波形弹簧;G建模有限元;模态分析;固有频率中图分类号:TH135文献标志码;A文章编号;1002-2333(2015)11-0137-02Modal Analysis of Wave SpriLU Mowu, YIN Xing, ZHANG Bo, WEI Shuxian(School of Mechanical and Electrical Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110136, China)Abstract The stability of the entire spring system is determined by the natural frequeney of the spring. UG is threeanalysis. Shunt cluster spring and. establish the entity model, and Workbench is used to complete the finite elementnd single-integrated wave spring are two different wave springs which have the samematerial mechanical properties parameters. Simulation results are analyzed to get the comparative data of natural frequencyfor two wave springs through the numerical simulation. The comparative data can provide reference for the selection of thetwo wave springsKey words: wave spring: UG design modeling; finite element: modal analysis; natural frequeney0引言宽度b=(D-Dn)2;中径D。=(D+D、)2。波形弹簧通常是由不锈钢带材经过冲压或是绕制加表1波形弹簧方程表达式工而成的沿圆周方向带有若干正弦波形的垫圈式弹簧。扫掠轨迹方程注释波形弹簧具有刚度范围大、轴向空间小和可变刚度等特r=D, cos(360nt)点,常用于电连接器、液压阀和轴承配合结构中,以起到y=Dsin(360m)组合并联型W表示弹簧半径的起伏防松预紧等作用2。在设计波形弹簧时,需要考虑以下4=nhn+rsin(360Y)高度,e(0,1)点:弹簧的特性线、弹簧的变形能、弹簧的固有频率、弹r=D cos( 360nt)簧受迫振动的振幅。波形弹簧根据组合方式的不同,分为y=Dsin(360m)单片整体型te(0,1)组合型和单片型,组合型又可分为串联(对顶)型和并联2=2hsin(360M)(叠合)型;单片型又可分为整体型、缺口型以及搭口型。利用表1的由于波形弹簧作为机械设备中的基础件,在现代工业等参数表达式做出各个领域中均有非常重要的作用,所以弹簧本身的稳定波形弹簧的规律性非常重要。本文所研究的对象为组合型中的并联型(叠曲线,在规律曲合型)以及单片型中的整体型这两种常见的波形弹簧线的下端点做出1波形弹簧的模态分析个基准面,在为确保波形弹簧系统的稳定性,需要对波形弹簧进基准面上可定义(a)组合并联型行模态分析,得到弹簧的固有频率,从而预测弹簧系统发弹簧的宽度与厚生共振的可能性。国内已有学者采用有限元法来研究波度。最后沿着规形弹簧,证明此法研究波形弹簧性能的可行性。本文律曲线进行扫掠以 ANSYS Workbench为研究工具,对波形弹簧进行模态便可得到波形弹分析。簧的CAD模型1./UG的设计建模过程如图1所示。波形弹簧主要结构参数为弹簧的内径。、外径D.、1.2波形弾簧(b)单片整体型厚度、波数N、层数n自由高度H、起始角度O、波峰高的固有频率图1两种类型波形殚簧的CAD模型度h波形弹簧材料的力学性能参数如表2所示。机械工程师2015年第11期1137