卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力分析及多目标优化设计

作者：欧学昊; 周长城; 赵昱; 李颂

来源：现代制造工程, 2021, (12): 1-20.

DOI：10.16731/j.cnki.1671-3133.2021.12.001

• 卵形截面钢丝螺旋弹簧
• 切应力
• 带精英策略的快速非支配排序遗传算法
• 多目标优化设计

卵形截面钢丝螺旋弹簧如今广泛应用于发动机气门弹簧、离合器弹簧等领域。基于弹性理论,对卵形截面钢丝螺旋弹簧切应力进行分析,提出一种切应力计算方法。弹簧截面扭转基本方程为非齐次偏微分方程。通过换元法、分离变量法及Fourier展开法得到截面扭转切应力,基于半逆解法得到弯曲情况下的切应力,将修正后的扭转切应力和弯曲切应力叠加得到总切应力。通过有限元仿真,验证了计算方法的正确性。基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法(a fast elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)和上述切应力计算方法提出了一种卵形截面钢丝螺旋弹簧多目标优化设计方法。优化结果表明,该方法可以为卵形截面钢丝螺旋弹簧的设计提供参考。

• 单位
  山东联美弹簧科技股份有限公司; 山东理工大学