多股簧冲击载荷特性试验研究.pdf

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1、多股簧冲击载荷特性试验研究——王时龙田波周杰等多股簧冲击载荷特性试验研究王时龙田波周杰赵昱程成重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆，400030摘要：以多股簧应用于复进簧时的工况为例，按照质量一弹簧一阻尼模型，建立了多股簧和各个簧圈的冲击响应动力学模型；对多股簧进行了冲击载荷试验，分析了弹簧内部运动规律，并识别出弹簧的等效刚度、等效阻尼等模态参数。试验结果表明：受冲击载荷时，多股簧的结构呈非线性特性，更能体现其减振的优势；弹簧内部运动规律也为非线性，各簧圈的运动速度沿轴向不再是线性分布。关键词：多股簧；

2、冲击载荷；非线性的；试验分析中图分类号：TH135DoI：10．3969／j．issn．1004—132X．2O14．21．016ExperimentalStudyofShockLoadCharacteristicsofStrandedWiresHeliealSpringsWangShilongTianBoZhouJieZhaoYuChengChengStateKeyIaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing，4000

3、30Abstract：Inthecaseofstrandedwireshelicalspringsusedfortherecoi1spring，theshockre—sponsedynamicsmodelofstrandedwireshelicalspringsandeachspringcoi1wereestablishedinac—cordancewiththemass—spring—dampermode1．Throughtheexperimentsofshockload，theinternalmot

4、ionregularityofthespringwasanalyzed。andthemodalparameterssuchastheequivalentstiff—nessandtheequivalentdampingwereidentified．TheresultsindicatethatthestructureofstrandedwireshelicalspringsiSnonlinearundertheshockload，whichcanreflectmoreadvantagesofdamping

5、．Theinternalmotionregularityofthespringisnonlineareither，andthespeedofspringcoilalongtheaxialdirectionisnolongeralineardistribution．Keywords：strandedwireshelicalspring；shockload；nonlinear；testanalysis0引言理论为依据分析了振动位移，提出了动态设计理多股螺旋弹簧(简称多股簧)是由多股钢丝拧论和方法，但他们对多

6、股簧的研究都是基于理论成多层同轴、同螺旋方向的钢索后卷制而成的圆的，没有试验验证的支持。陈安军_1。⋯对斜支撑弹柱螺旋弹簧，具有可靠性高、寿命长以及减振效簧系统和悬挂式弹簧系统进行了矩形脉冲冲击响果好等特点，主要作为减振元件应用于航空发动应研究，为相应的弹簧减振系统的动态研究提供机、自动武器发射系统、车辆减震器和高精度仪表了理论依据，可为多股簧的冲击响应研究提供的关键复位零件等领域_1]。参考。多股簧本身具有刚度和阻尼非线性特性。在本文以多股簧应用于复进簧时受冲击载荷为压缩过程中，除了钢丝内部呈弱非线性

7、的结构阻例，研发了一套多股簧冲击载荷特性试验装置，按尼外，钢丝之间的相对滑移和摩擦也产生滑移阻照质量一弹簧一阻尼模型，建立了多股簧以及各个尼。]。滑移阻尼是典型的非线性阻尼，具有吸收簧圈的冲击响应动力学模型。根据试验结果分析冲击动能的能力，使多股簧更易于从振动状态恢了多股簧及内部簧圈的运动规律，并采用自由衰复到稳定状态。多股簧在往复运动中用作复进簧减阻尼法识别出多股簧的阻尼比、等效刚度及振时，承受的高速冲击载荷使弹簧的变形很快，弹簧动频率等模态参数，研究结果可为以多股簧作为的动态运动参数不断变化，变形及

8、应力分布很不复位元件的减振系统的设计提供支持。均匀，因此对这些弹簧要进行冲击试验，以检验弹1多股簧冲击载荷特性试验装置簧承受冲击载荷的性能_2]。目前，国内外学者研究多股簧的比较少，一般为研究多股簧受冲击载荷时的特性，笔者研都是基于静态载荷模型。王时龙等对多股簧进发了一套多股簧冲击载荷特性试验装置。该装置行了理论研究，建立了两端并圈多股簧的三维几以高压气体为动力源，通过高压气体驱动装置内何模型，通过有限元方法对多股簧进行了冲击响的质量块，再