多股簧是由钢索(通常由3～14股、1～3层、0.4～3mm的碳素弹簧钢丝缠绕而成)卷制而成的圆柱螺旋弹簧。与单股弹簧相比,多股簧具有更好的强度及独特的吸振、减振效果,因而可广泛应用于振动设备、高精度台面和要求很平稳的运输车辆等,以取代传统的单股弹簧和橡胶弹簧。本文综述了多股簧特性、用途及研究现状,介绍了本课题组开发的多股簧数控加工机床,解决了多股簧加工过程中的张力精确控制、回弹等难题,为将多股簧应用在汽车及摩托车减振器上提供了性价比高的解决方案。
根据多股螺旋弹簧钢丝中心曲线和弹簧中心曲线的缠绕关系,建立了基于微分几何学的单股钢丝中心曲线的几何方程,并推导了曲线方程曲率和挠率等参数的表达式。采用MATLAB软件,以压缩弹簧和拉伸弹簧为例,对钢索拧角参数取值相同和取值不同的两种情况下曲率和挠率的变化过程和规律进行了分析。结果表明,曲率的差异影响多股螺旋弹簧的应力应变,钢索拧角取值影响多股螺旋弹簧的刚度。
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