螺旋壓縮彈簧的穩定性分析

摘 要：首先用SolidWorks建立某圓柱型螺旋壓縮彈簧和中凹型螺旋壓縮彈簧的幾何模型；其次分別導入MSC.Marc軟件生成彈簧的有限元模型，先求出其兩端固定時的臨界載荷，再對彈簧進行靜力分析，繪制出載荷-撓度曲線圖。通過比較，得出其中穩定性較好的彈簧模型。

關鍵詞：螺旋壓縮彈簧；穩定性分析；有限元

彈簧是通過其自身產生較大彈性變形進行工作的一種彈性元件。在各類機器中的應用十分廣泛。

1 堆垛機建模

1.1 彈簧失穩失效

隨著彈簧在許多領域的廣泛應用，許多承載用的設備對彈簧的性能要求越來越高。螺旋壓縮彈簧是其中一種最常用的彈簧，對于細長比較大的圓柱型螺旋壓縮彈簧，當軸向工作載荷超過其臨界載荷時系統會產生側向彎曲，比如一端固定一端回旋細長比大于3.7，兩端都回旋的彈簧細長比大于2.6時都會發生較大的側向位移，這種失穩屈曲會導致彈簧工作失效。因此對于細長螺旋壓縮彈簧，特別是大型、要害部位使用的螺旋壓縮彈簧，其穩定性計算具有重要意義。

本課題利用solidworks建立模型，marc有限元進行分析，通過對等彈簧絲截面，最大中徑相等的圓柱型螺旋壓縮彈簧和中凹型螺旋壓縮彈簧的失穩形態進行分析，得出相對理想的常見承載彈簧的形狀。從而驗證了彈簧的穩定性屈曲分析能通過這種方式來分析，具有一定的意義。

1.2 建立模型

首先引進所選彈簧的基本參數及數值，兩種彈簧尺寸為：彈簧自由高度（H0）：240mm；……