最近這幾天想創建錐彈簧模型,搜索了一下也未解決。經過查閱機械設計和數學手冊等資料,發現其實比較容易,特留在這裡以供參考。
(1)圓錐彈簧中的等螺旋角圓錐彈簧和等螺距圓錐彈簧,其平面投影分別為對數螺線和阿基米德螺線,這兩個螺線的數學方程很簡單,也就確定了平面坐標。
(2)順彈簧受力方向-軸向坐標如何確定呢?假設每圈上升高度為h(專業名詞?),則不同角度時的hi按線性比例計算。
(3)知道了空間坐標,在ANSYS中很容易創建關鍵點。
(4)再創建線或樣條線就形成了錐彈簧中心線,亦可合併線。
(5)在端點創建簧絲圓面,然後沿著線拖拉形成幾何體。
如下為等螺距圓錐彈簧的建模命令流:
FINISH$/CLEAR$/PREP7
A=2/360!螺線參數
H=3!每圈上升高度
NQ=30!每圈的點數
R0=1.2!彈簧絲直徑
QD=3!整圈起點數
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!注意起點位置
CYL4,0,0,R0
VDRAG,1,0,0,0,0,0,1
模型如圖1所示。
對於等螺旋角圓錐彈簧建模方法基本一致,但要確定合適的幾何參數,此文從略。
一些類似的建模,如有空間數學方程表達式當然更容易。但如能夠簡單分為平面+面外數學方程,在ANSYS創建關鍵點也很簡單,也就沒有必要去尋找複雜的空間數學方程了。