最近这几天想创建锥弹簧模型,搜索了一下也未解决。经过查阅机械设计和数学手册等资料,发现其实比较容易,特留在这里以供参考。
(1)圆锥弹簧中的等螺旋角圆锥弹簧和等螺距圆锥弹簧,其平面投影分别为对数螺线和阿基米德螺线,这两个螺线的数学方程很简单,也就确定了平面坐标。
(2)顺弹簧受力方向-轴向坐标如何确定呢?假设每圈上升高度为h(专业名词?),则不同角度时的hi按线性比例计算。
(3)知道了空间坐标,在ANSYS中很容易创建关键点。
(4)再创建线或样条线就形成了锥弹簧中心线,亦可合并线。
(5)在端点创建簧丝圆面,然后沿着线拖拉形成几何体。
如下为等螺距圆锥弹簧的建模命令流:
FINISH$/CLEAR$/PREP7
A=2/360!螺线参数
H=3!每圈上升高度
NQ=30!每圈的点数
R0=1.2!弹簧丝直径
QD=3!整圈起点数
CSYS,1
*DO,I,1,180
FAI=QD*360 (I-1)*360/NQ
ROU=A*FAI
IZ=QD*H (I-1)*H/NQ
K,I,ROU,FAI,IZ
*ENDDO
CSYS,0
SPLINE,ALL
LCOMB,ALL
WPAVE,KX(1),KY(1),KZ(1)
WPROTA,,90!注意起点位置
CYL4,0,0,R0
VDRAG,1,0,0,0,0,0,1
模型如图1所示。
对于等螺旋角圆锥弹簧建模方法基本一致,但要确定合适的几何参数,此文从略。
一些类似的建模,如有空间数学方程表达式当然更容易。但如能够简单分为平面 面外数学方程,在ANSYS创建关键点也很简单,也就没有必要去寻找复杂的空间数学方程了。
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