基于计算机图形技术的螺旋弹簧应力检测装置

倪林森

(上海中国弹簧制造有限公司，上海 201901)

螺旋弹簧作为缓冲储能零件广泛应用在各个领域，如汽车悬架系统的螺旋弹簧，其与减振器配合使用，起到支撑车身与吸收路面冲击的作用[1]。

螺旋弹簧的疲劳寿命对其所在系统的可靠性与稳健性有着重要影响。螺旋弹簧在受载状态下主要承受剪应力与拉应力，应力大小决定了其材料的选择以及疲劳寿命[2-3]。近年来，随着轻量化设计概念的推广，螺旋弹簧可承受应力显著提高[4]，精确获取螺旋弹簧受载时的应力大小成为设计中至为重要的一环。

螺旋弹簧受载应力数据可通过计算机模拟仿真与传感器测试的方法获取。计算机模拟仿真基于有限元方法计算获取弹簧受载时的应力[5-6]，该方法虽能全面地获取应力，但由于仿真过程中进行了一定的简化，所以计算应力可能与实际存在差别，仍需后续传感器测试来确认数据。传感器测试主要通过将电阻、压电陶瓷、光纤光栅应变传感器黏贴在测试物表面，经信号数据处理后获得测试应变与应力[7-8]。传感器测试方法虽能准确得到测试位置的应变与应力，但无法全面获取测试物各点的数据，其在测试前需判断测试位置，易忽略关键点处的数据。

文章提出一种基于计算机图形技术的螺旋弹簧应力检测装置。该装置借助计算机图形技术获取螺旋弹簧受载后的几何形状，结合经典力学分析理论，计算出螺旋弹簧各位置的应力值。……