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1、第31卷第8期增刊仪器仪表学报Vol.31No.82010年8月ChineseJournalofScientificInstrumentAug.2010斜圈弹簧的实验研究及初步设计刘三星张焕亮袁鸿（暨南大学重大工程灾害与控制教育部重点实验室应用力学研究所广州510632）摘要：斜圈弹簧由于其独特的结构，作为连接件在电力行业有广泛应用。该弹簧的生产制造系国外的专利技术，国内目前尚无成熟的生产工艺，并且该弹簧进口单价较高，因此斜圈弹簧的研发同时具有理论和实用价值。为了测试弹簧的力学性能，在MTS机上对两种不同规格的弹簧样品进行了准静态压缩试验。实验结果表明：两种不同规格的弹簧的载荷位移曲线均明显
2、分为三个区间，其中中间一段近似为一平台，这一特点明显不同于常见的正圈弹簧。根据样品的几何特征建立了相应的参数方程，运用三维制图软件绘制了斜圈弹簧模型。在此基础上运用ANSYS进行了有限元静力分析，得到了弹簧在并圈前的载荷位移曲线。与实验结果相比，两者在数值上存在一定偏差，变化趋势基本一致，都反映了斜圈弹簧独特的力学性能。关键词：斜圈弹簧；倾角；平台；参数方程；有限元ExperimentationandpreliminarydesignofcantedcoilspringLiuSanxingZhangHuanliangYuanHong(MOEKeyLabofDisasterandControl
3、inEngineering,InstuuteofAppliedMechanics,JinanUniversity,Guangzhou510632,China)Abstract:Becauseofitsparticularstructure,cantedcoilspringiswidelyusedinelectricindustryasconnectingpiece.Asproprietarytechnologyhasbeenpatentedabroad,atpresent,thereisnotdependablemanufacturingtechniqueathomeanditishighi
4、npricetoimport,thereforeresearchforthespringhasbothpracticalandacademicvalue.Inordertomeasureitsmechanicalproperty,twosampleswithdifferentsizearemeasuredonMTSequipment.Experimentsshowthatthecurveofloadversusdisplacement,twosamplesaresimilar,bothofthemcouldbeclearlydividedintothreephases,amongwhicht
5、hemiddleoneisapproximateaplateau,itisobviouslydifferentfromordinaryspring.Correspondingparameterequationisestablishedaccordingtoitsgeometry,3DvisualgraphisusedtodrawsoildCADmodel.Onthisbasis,ANSYSsoftwareisusedtosimulatethedeformationunderstaticload,thecurveofloadversusdisplacementbeforeself-contac
6、tisobtained.Comparedwiththeexperimentalresults,thereexistsacertaindeviation.However,thecurvetrendisconsistentandtheyallreflecttheuniquemechanicalpropertiesofthecontedcoilspring.Keywords:cantedcoilspring；obliquity；plateau；parameterequation；finiteelement1引言圈弹簧同时能够承受压缩变形，这使其在冲击、震动和恶劣环境下仍旧能够保证顺利运行。机械设备
7、中连接件结构性能的稳定性和可靠性文献[2]讨论了论了触头座沟槽尺寸、极限圈数一直是工程界关注的一个重点，斜圈弹簧由于线圈和额定圈数的计算方法,并通过对部分产品实验数尺寸小，数量多，有很高的通流能力和很好的技据的分析,得出了触头通流能力、接触压力和接触[1]术经济性，从而使斜圈弹簧特别适用于连接件的电阻与热稳定核算的方法。文献[3]在弹簧触头的规设计。只要存在接触连接的地方都可以考虑斜圈弹范化和标准化设计方面进
