Page 110 - 无损检测2021年第二期

仪器研制

DOI : 10.11973 / ws j c202102015

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 )

摘 要:为弥补传统检测方法在螺旋弹簧应力检测方面的不足, 基于计算机图形技术, 研制了一
款螺旋弹簧应力检测装置, 详细阐述了该新型检测装置的检测原理, 对比分析了检测装置的数据与计
算模拟仿真数据以及应变片测试数据, 确定该装置检测数据的最大误差小于5% 。新型检测装置具有
操作简便、 检测精度高与可实时检测等优点, 在螺旋弹簧应力检测领域有广阔的应用前景。

关键词:应力检测;图形技术;测试精度;实时检测

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 02-0072-04

Coils p rin g stressdetectiondevicebasedoncom p uter g ra p hicstechnolo gy

NILinsen

( ChinaS p rin gCor p orationLimited , Shan g hai201901 , China )

Abstract : Inordertoovercometheshortcomin g softraditionaldetectionmethodsinthestressdetectionofcoil

s p rin g s , this p a p erdevelo p sacoils p rin g stressdetectiondevicebasedoncom p uter g ra p hicstechnolo gy .This p a p er

ex p lainsindetailthedetectionp rinci p leofthenew detectiondevice.Accordin gtocom p arin gandanal y zin gthe

differencebetweentestdataofthedevice , thecalculationsimulationdataandthestraing au g etestdata , the

maximumerrorislessthan5%.Thenew detectiondevicehastheadvanta g esofsim p leo p eration , hi g htest

accurac yandreal-timedetection.Thereforeithasbroada pp licationp ros p ectsinthefieldofs p irals p rin gstress
detection.

Ke ywords : stressdetection ; g ra p hictechnolo gy ; testaccurac y ; real-timedetection
螺旋弹簧作为缓冲储能零件广泛应用在各个领 与传感器测试的方法获取。计算机模拟仿真基于有
域, 如汽车悬架系统的螺旋弹簧, 其与减振器配合使 限元方法计算获取弹簧受载时的应力 [ 5-6 ] , 该方法虽
用, 起到支撑车身与吸收路面冲击的作用 [ 1 ] 。 能全面地获取应力, 但由于仿真过程中进行了一定
螺旋弹簧的疲劳寿命对其所在系统的可靠性与 的简化, 所以计算应力可能与实际存在差别, 仍需后
稳健性有着重要影响。螺旋弹簧在受载状态下主要 续传感器测试来确认数据。传感器测试主要通过将
承受剪应力与拉应力, 应力大小决定了其材料的选 电阻、 压电陶瓷、 光纤光栅应变传感器黏贴在测试物
择以及疲劳寿命 [ 2-3 ] 。近年来, 随着轻量化设计概念 表面, 经信号数据处理后获得测试应变与应力 [ 7-8 ] 。
的推广, 螺旋弹簧可承受应力显著提高 [ 4 ] , 精确获取 传感器测试方法虽能准确得到测试位置的应变与应
螺旋弹簧受载时的应力大小成为设计中至为重要的 力, 但无法全面获取测试物各点的数据, 其在测试前
一环。 需判断测试位置, 易忽略关键点处的数据。
螺旋弹簧受载应力数据可通过计算机模拟仿真 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,
收稿日期: 2020-09-10
计算出螺旋弹簧各位置的应力值。该检测装置具有
作者简介: 倪林森( 1990- ), 男, 硕士研究生, 研究方向为机械设
计及检测 结构简单、 操作简便快速、 检测精度高等优点, 无需
在螺旋弹簧表面加装传感器, 即可实现螺旋弹簧无
通信作者: 倪林森, finnls@126.com
7
2
2021 年 第 43 卷 第 2 期

无损检测