基于ANSYS的低频弹簧橡胶减振器结构设计

ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ａ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｋｅｌｅｔｏｎ ｍｏｄｅｌ；ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ；ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ
图４为不同载荷子步的变形结果。从图４中可以 看出在卡头压进卡座 的 过 程 中，卡 头 和 卡 座 都 产 生 了 弹性变形。
图５为第８载荷 子 步 位 移 等 值 线 图、摩 擦 应 力 等 值线图和等效应力等值线图。 ２．２ 耦 合 完 成 后 的 残 余 应 力 等 值 线 图
图６为耦合完成后的残余应力等值线图。从图６
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｃｅｎｔｉｌｅ ｗｅｒｅ ｃｈｏｓｅｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｍｏｄｅｌ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｋｅｌｅｔｏｎ ｍｏｄｅｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ
机械工程与自动化 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
文 章 编 号 ：１６７２－６４１３（２０１２）０３－００３３－０２
Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．
基于 ＡＮＳＹＳ的接触弹簧有限元分析
高雪琴
（中北大学 机电工程学院，山西 太原 ０３００５１）
摘要：在对接触问题分析的基础上，利用 ＡＮＳＹＳ软件的接触分析能力，对弹簧卡 头 压 进 卡 座 的 力 学 过 程 进 行了分析。首先根据已知数据对结构建模，然后通过加载、求解等步骤读取载荷子步的计算结果及变形形 状，最终得出水平位移以及竖直位移和压下位移的关系曲线图，并对结果进行了分析。 关键词：接触分析；弹簧；有限元 中 图 分 类 号 ：ＴＨ１３５∶ＴＢ１１５ 文 献 标 识 码 ：Ａ

基于ANSYS的振动筛用橡胶弹簧的建模与仿真武晓晓;杨力超;冯忠绪【摘要】通过有限元仿真软件ANSYS建立振动筛用橡胶弹簧模型,根据超弹性理论,利用试验确定非线性分析参数,经过仿真和试验得出橡胶弹簧的载荷—变形曲线,分析了橡胶弹簧在不同载荷下的变形特点和易发生损坏区域,为振动筛用橡胶弹簧的设计和使用提供参考.【期刊名称】《山东交通学院学报》【年(卷),期】2011(019)003【总页数】4页(P72-75)【关键词】橡胶弹簧;有限元;非线性;载荷【作者】武晓晓;杨力超;冯忠绪【作者单位】长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室,陕西西安 710064;长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室,陕西西安 710064;长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室,陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】U463.33支撑弹簧作为惯性振动筛的弹性元件，主要通过自身变形实现振动筛工作，作为主振弹簧同时又为隔振弹簧，其性能好坏直接影响振动筛的筛分质量和筛分效率［1］。

传统螺旋钢弹簧由于刚性较大、阻尼较小，所以减振效果差，且共振区间较大，容易造成振动筛的损坏。

橡胶弹簧以其不易产生断裂，且结构更加紧凑，减震效果更加明显的优势在振动筛中广泛使用。

但是橡胶弹簧的刚度特性多是根据经验公式计算得出，并且由于橡胶弹性元件的在工作中的材料非线性，因此无法得到橡胶减震弹簧材料的工作特性。

本文借助有限元分析软件对橡胶弹簧进行有限元仿真研究，为分析橡胶弹簧的变形特性和应力提供方法。

1 橡胶弹簧有限元模型的建立1.1 超弹性理论橡胶又称为弹性体，包含的类型包括天然橡胶和合成橡胶，是一种无定型的高聚物。

橡胶作为一种超弹性的材料，具有良好的弹性变形能力，广泛的使用在支座减震、弹簧支撑、联轴器、以及日常生活中。

橡胶主要体现在超弹性材料的非线性，主要有大应变、材料不可压缩性、应力应变呈高度非线性、温度相关性等，因此橡胶分析属于非线性分析，需要确定力学参数。

梁文伟 钟玉平 宋建平 王 勇
（中船重工集团有限公司第七二五研究所，洛阳双瑞特种装备有限公司，河南 洛阳 ４７１０２３）
摘 要：通过分析列车过桥过程中的耦合振动，提出了不同刚度弹性支座在车桥系统减振中有何作用的问题，并采用 ＡＮＳＹＳ软件
进行仿真计算，得出桥梁在使用不同竖向刚度的弹性支座时的减振效果。结果表明：支座的竖向刚度取 ３００ｋＮ／ｍｍ比较适宜，对
整个桥梁的竖向减振最有利。
关键词：车桥耦合振动，仿真分析，弹性支座，减振
中图分类号：Ｕ４４１．３
文献标识码：Ａ
近年来，随着桥梁跨度的不断增大、轨道交通列车速度的持 上［５］，即构成轨道交通铁路减隔振结构［６，７］。如图 １所示，它是一
续提高、车辆轴重的逐步加大，列车引起的桥梁振动越来越受到 种质量—弹簧 隔 振 系 统，是 降 低 基 础 传 振 和 传 声 的 最 有 效 方
随着轨道交通振动噪声问题逐渐加剧，为了消除城市轨道交 无质量的 Ｂｅａｍ３单元连接各单元。
通的负面影响，工 程 上 主 要 通 过 三 种 途 径 实 现 减 振 降 噪，即 减 小 振源强度、削弱振动传播及建筑物隔振［３］。降低振源的振动强度 和削弱振动的传播控制措施主要有：浮置板、弹性支承块、高弹性 扣件、道碴垫、钢轨 下 橡 胶 垫 板、铁 垫 板 下 橡 胶 垫 板、钢 轨 和 车 轮 的处理、声 屏 障、隔 振 沟、缓 冲 带、围 栏 桩、钢 轨 粘 贴 阻 尼 材 料 等［４］。建筑物隔振是在建筑基础增加弹性支撑实现的。
·１５８· 第２０４４ １卷８年第１３１１期 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＮＶｏｏｖｌ．．４ ４２Ｎ０ｏ１．８３１
文章编号：１００９６８２５（２０１８）３１０１５８０３

（[1]海南三亚 91868 部队 80 分队 海南・三亚 572016 ; [2]浙江宁波 92951 部队装备处 浙江・宁波 315809 ） 摘 要： 车辆弹簧刚度计算一般是通过试验数据去修正计算系数， 然后计算得到结果， 但这种方法难以计算出 精确的弹簧刚度， 因此车辆动力学分析结果存在较大误差。 采用有限元分析法， 通过 ANSYS 对在 Pro/ENGINEER 中通过螺旋扫描生成的弹簧进行静力学计算和模态分析， 得到了弹簧的位移变形云图和模态振动频率及振型。 结果表明经螺旋扫描所得到的模拟实体模型不但外形与实际压缩 （拉伸） 弹簧非常接近， 其力学性能也很接近， 可用它来模拟静态与工作状态的压缩 （拉伸） 弹簧。 关键词：刚度 ANSYS 螺旋扫描 仿真 文章编号：1007-3973（2010）03-088-02 量 E=2.1E6MPa, 泊松比=0.3。 划分网格, 离散模型如图 2 所 示。加载时在上面方板各顶点施加 100 牛顿的力，然后再将 弹簧下板的 6 个自由度进行全约束， 载荷和约束如图 3 所示。 从变形图中可知变形量为 13.509mm。 弹簧变形如图 4 所示。 中图分类号： TQ153 文献标识码：A
为了真实准确地反映弹簧的力学结构在proengineer中一般使用螺旋扫描生成实体来描述弹簧这样得到的弹簧在外形上和实际弹簧很接近但其力学性能和实际的弹簧相比有何差别对其进行的模拟能否反映工作状态的弹簧等问题却一直没有定论
科研探索
与 知识创新
基于 ANSYS 的压簧力学性能分析
□ 杨群辉[1] 刘硕刚[2] 郭 伟[1]
在结构设计中， 弹簧的应用十分广泛， 机车车辆中大量使 用螺旋压缩圆弹簧。螺旋弹簧的刚度对机车车辆的运行稳定 性、 安全性和曲线通过性能产生显著影响， 因此刚度计算的精 度十分重要。确定螺旋压缩圆弹簧刚度的方法很多，大多数 是将弹簧简化为等效的等截面弹性直杆， 修正计算系数， 计算 得到刚度。该方法的缺点是弹簧本身并不是弹性直杆，故该 方法并不能模拟弹簧两端的切口的弹性性能，也不能计算出 精确的弹簧刚度，因此机车车辆系统动力学分析结果存在较 大的分析误差。 为了真实准确地反映弹簧的力学结构， Pro/ENGINEER 在 中一般使用螺旋扫描生成实体来描述弹簧，这样得到的弹簧 在外形上和实际弹簧很接近，但其力学性能和实际的弹簧相 比有何差别，对其进行的模拟能否反映工作状态的弹簧等问 题却一直没有定论。 本文利用 ANSYS 分析软件， 分析了压簧 的载荷－变形情况且计算了其自振频率， 以助于解决此问题。 1 压簧的有限元静力分析 1.1 压簧模型的创建 利用 Pro/ENGINEER 中的螺旋扫描功能生成一个实体， 模拟弹簧。 弹簧的参数设置如下： 长度为 80mm， 中径为 30mm， 材料直径为 5mm， 螺距为 10mm， 弹簧有效圈数为 8， 并在弹簧 的上下两端面各加一个平板， 以便在 ANSYS 下添加约束和载 荷。模型如图 1 所示。