基于ANSYS的螺旋弹簧有限元分析开题报告

1. 研究目的与意义

弹簧是一种弹性元件，它能够在载荷作用下产生较大的弹性形变。弹簧在各类机械中应用广泛，主要用于包括控制机构的运动、震动和缓冲、储存及输出能量和测量力的大小。按照承受载荷不同，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧；按照弹簧的形状不同又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和平面涡卷弹簧等，其中螺旋弹簧是通过弹簧丝卷绕制成，因其制造简便，所以应用最广，我选择螺旋弹簧其为研究对象，包括圆柱螺旋弹簧和变径螺旋弹簧通过ANSYS软件对其进行基本特性的分析。

有限元法是一种适用于复杂物体结构的力学分析与计算的有效方法。ANSYS软件作为一款世界范围内覆盖十分广泛的大型通用有限元分析软件对于任何一位机械设计制造工程师来说都是十分有用的工具。ANSYS软件涉及零件的应力分析、疲劳强度、动静力学特性以及模态分析等诸多方面，能够帮助我快速完成零件的设计和校核，为未来的研究和工作打下坚实基础。

2. 国内外研究现状分析

一、ansys有限元分析研究现状

有限元分析法是基于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法，它将较简单的问题代替复杂问题以求解，人们最早在上世纪50年代提出了这一有效的数值分析方法^[1]。

ansys是一种应用广泛的通用有限元工程分析软件。目前，ansys已经广泛运用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防、军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等工业及科学领域。ansys软件含有多种分析能力，包括简单线性静态分析和复杂非线性动态分析。可用来求结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解。它包含了预处理、解题程序以及后处理和优化等模块，将有限元分析、计算机图形学和优化技术结构相结合，已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具^[2]。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容

1、学会使用ansys有限元分析软件；

2、利用机械零件设计三维造型，将建立的螺旋弹簧模型导入ansys有限元软件；

4. 研究创新点

本设计使用ANSYS有限元软件对弹簧的力学性能以及疲劳寿命进行仿真分析，节省了实验所需的时间成本。在进行仿真分析时，可以根据产品的需要换用不同的材料和形状，计算弹簧强度、寿命等数据。本设计会将弹簧强度、刚度及疲劳寿命的有限元分析结果与其用经典理论公式所求解进行对比，验证有限元分析结果的精确性。