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  在機(jī)電產(chǎn)品中，用量^大的彈簧主要有三大類：

  （1）以汽車為主的機(jī)動車輛彈簧；

  （2）以日用電器為主的電子產(chǎn)品彈簧；

  （3）以攝像機(jī)、復(fù)印機(jī)和照相機(jī)為主的光學(xué)裝置彈簧。

  機(jī)動車輛彈簧主要是向高強(qiáng)度方向發(fā)展，以減輕質(zhì)量；電子產(chǎn)品彈簧主要是向小形化方向發(fā)展；而光學(xué)裝置彈簧主要向著既要高強(qiáng)度化又要小形化方向發(fā)展。相應(yīng)的彈簧設(shè)計方法材料和加工技術(shù)等方面均有所發(fā)展。

  彈簧設(shè)計的發(fā)展

  目前，廣泛應(yīng)用的彈簧應(yīng)力和變形的計算公式是根據(jù)材料力學(xué)推導(dǎo)出來的，若無一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，很難設(shè)計和制造出高精度的彈簧。隨著設(shè)計應(yīng)力的提高，以往的很多經(jīng)驗(yàn)不再適用。例如，彈簧的設(shè)計應(yīng)力提高后，螺旋角加大，會使彈簧的疲勞源由簧圈的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到外側(cè)。為此，必須采用精密的解析技術(shù)，當(dāng)前應(yīng)用較廣的方法是有限元法（FEM）。

  車輛懸架彈簧的特征是除足夠的疲勞壽命外，其^變形要小，即抗松弛性能要在規(guī)定的范圍內(nèi)，否則將發(fā)生車身重心偏移。同時，要考慮環(huán)境腐蝕對其疲勞壽命的影響。隨著車輛保養(yǎng)期的增大，對^變形和疲勞壽命都提出了更嚴(yán)格的要求，為此必須采用高精度的設(shè)計方法。有限元法可以詳細(xì)預(yù)測彈簧應(yīng)力對疲勞壽命和^變形的影響，能準(zhǔn)確反映材料對彈簧疲勞壽命和^變形的關(guān)系。

  近年來，彈簧的有限元法設(shè)計方法進(jìn)入實(shí)用化階段，出現(xiàn)了不少有實(shí)用價值的報告，如螺旋角對彈簧應(yīng)力的影響；用有限元法計算的應(yīng)力和疲勞壽命的關(guān)系等。

  用現(xiàn)行設(shè)計方法計算和有限元法解析應(yīng)力的比較。對于相同結(jié)構(gòu)的彈簧，在相同載荷作用下，從圖中可以看出，有效圈少的或螺旋角大的風(fēng)吹草動應(yīng)力彈簧的應(yīng)力，兩種方法得出的結(jié)果差別比較大。這是因?yàn)殡S著螺旋角的增大，加之載荷偏心，使彈簧外徑或橫向變形較大，因而應(yīng)力也較大。用現(xiàn)行的設(shè)計計算方法不能確切地反映，而有限元法則以較為確切地反映出來。

  另外，在彈簧的設(shè)計過程中還引進(jìn)了優(yōu)化設(shè)計。彈簧的結(jié)構(gòu)較為簡單，功能單純，影響結(jié)構(gòu)和性能的參變量省，所以設(shè)計者很早就運(yùn)用解析法、圖解法或圖解分析法尋求^優(yōu)設(shè)計方案，取得了一定成效。隨著計算技術(shù)的發(fā)展，利用計算機(jī)進(jìn)行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計，取得了成效。

可靠性設(shè)計是為了保證所設(shè)計的產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析與設(shè)計技術(shù)，它的任務(wù)是在預(yù)測和預(yù)防產(chǎn)品可能發(fā)生故障的基礎(chǔ)上，使所設(shè)計的產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的可靠性目標(biāo)值。是傳統(tǒng)設(shè)計方法的一種補(bǔ)充和完善。彈簧設(shè)計在利用可靠性技術(shù)方面取得了一定的進(jìn)展，但要進(jìn)一步完善，需要數(shù)據(jù)的開發(fā)和積累。

  隨著彈簧應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)，也給設(shè)計者提出了很多需要注意和解決的新問題。如材料、強(qiáng)壓和噴丸處理對疲勞性能和松弛性能的影響，設(shè)計時難以確切計算；要靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來定；又如按現(xiàn)行設(shè)計公式求出的圈數(shù)，制成的彈簧剛度均比設(shè)計剛度值小，需要減少有效圈數(shù)，方可達(dá)到設(shè)計要求。