多股簧動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)技術(shù)及裝備的研究.pdf

1、多股螺旋彈簧（簡稱多股簧）是由多根鋼絲繞成鋼索后卷制而成的圓柱螺旋彈簧，與單股簧相比，這種彈簧具有較大的非線性阻尼，吸收沖擊能力強(qiáng)，有更好的強(qiáng)度及獨(dú)特的吸振、減振效果更好，強(qiáng)度更高、疲勞壽命更長。因此，在汽車儀器儀表減振系統(tǒng)、武器發(fā)射系統(tǒng)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及民用等多個(gè)領(lǐng)域中都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　多股簧在低速加載情況下，簧圈上任意質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，沿彈簧軸向呈線性分布，受力端位移、速度最大，固定端位移、速度為零。因此，可以近似推算出

2、簧圈上各質(zhì)點(diǎn)位移、速度和加速度隨時(shí)間的變化情況。但多股簧受到高速?zèng)_擊載荷時(shí)，由于有質(zhì)量、慣性，再加上自身的諧振，鋼絲材料的彈性變形以及鋼絲與鋼絲之間的相對(duì)滑移而產(chǎn)生的摩擦阻力等諸多因素，簧圈的運(yùn)動(dòng)將變得非常復(fù)雜。具體地說，簧圈上各質(zhì)點(diǎn)的位移和速度沿軸向不再是線性分布，而是以縱波的形式向固定端傳遞，并在固定端反射。因此，現(xiàn)有的彈簧拉壓試驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)技術(shù)肯定不能適用。另外，現(xiàn)在對(duì)沖擊載荷下多股簧疲勞壽命的檢測(cè)，只能進(jìn)行實(shí)彈射擊測(cè)試，這樣成本

3、高、周期長、效率低。故目前只能簡單地用低速諧波疲勞試驗(yàn)代替高速?zèng)_擊疲勞試驗(yàn)，進(jìn)而求取多股簧沖擊疲勞壽命近似結(jié)果。
　　針對(duì)當(dāng)前彈簧檢測(cè)設(shè)備存在的問題，本文提出了全新的螺旋彈簧動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)的數(shù)學(xué)模型并基于多股簧開發(fā)了相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備，以用于檢測(cè)沖擊載荷下多股簧的動(dòng)態(tài)參數(shù)和模擬多股簧的實(shí)際沖擊工況。
　　本課題研究的主要內(nèi)容：
　?、偬岢隽藳_擊載荷下螺旋彈簧動(dòng)態(tài)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，用于檢測(cè)螺旋彈簧沖擊載荷下任意簧圈上任意質(zhì)點(diǎn)位移

4、、速度和加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，為多股簧的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理論提供試驗(yàn)依據(jù)。
　　②開發(fā)了一套沖擊載荷下多股簧動(dòng)態(tài)參數(shù)的檢測(cè)設(shè)備，具體涉及到該檢測(cè)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)分析模塊。
　?、墼谏鲜鰴z測(cè)設(shè)備基礎(chǔ)上，用PLC控制器實(shí)現(xiàn)了原有設(shè)備單次沖擊到連續(xù)沖擊的轉(zhuǎn)變，用于模擬多股簧的實(shí)際沖擊工況。
　?、軕?yīng)用上述自主開發(fā)的檢測(cè)設(shè)備基于多股簧進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試，研究了多股簧在沖擊載荷下內(nèi)部簧圈的變形機(jī)制和沖擊疲勞試驗(yàn)對(duì)其剛