[發明專利]一種彈簧氣孔套結構性能分析方法

在審

• 申請號: 201911368423.8
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111651942A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 吳文朝;王金治;鄒永超
• 申請（專利權）人: 合肥坤擎機械科技有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14;G06F113/08
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 戴麗偉

一種彈簧氣孔套結構性能分析方法。選取彈簧氣孔套進氣段為研究對象，運用計算流體動力學中的CFX軟件對流體流過的區域建模，針對流域介質設置物性參數，根據實際狀況設置流域的邊界條件；模擬研究彈簧氣孔套進氣段閥桿上端部錐角、彈簧行程結構參數變化，對彈簧氣孔套進氣段流體流動參數的影響；選取普通彈簧鋼作為螺旋彈簧原材料的參照項，另外選取兩種彈簧材料，采用有限元數值模擬與傳統理論計算相結合的方式進行分析；利用理論計算獲得三種彈簧材料的S?N曲線，以此為基礎進行螺旋圓柱彈簧靜力分析和疲勞壽命模擬。本發明對實際工況下彈簧氣孔套的使用壽命具有工程實際意義，可提高設計的可靠性，降低生產成本，縮短設計周期。

【技術領域】

本發明涉及輪胎模具技術領域，尤其涉及一種彈簧氣孔套結構性能分析方法。

【背景技術】

基于目前國內外各輪胎制造廠家在國內尋求無胎毛模具合作伙伴的動態需求來看，可以預測在未來相當長的時間里，無胎毛模具將成為輪胎模具行業一個新的競爭點，如何優化模具的結構并設計出沒有排氣孔但卻能夠保證順暢排氣，且硫化出來的輪胎沒有需要修剪的胎毛是輪胎制造商和輪胎模具制造商共同的想法。彈簧氣孔套作為無胎毛輪胎模具排氣的關鍵部件，其性能指標影響整個輪胎模具的使用，國內外針對彈簧氣孔套結構性能分析的研究很少，本課題主要針對此方面做出研究發明。

【發明內容】

本發明的目的是找出現有彈簧氣孔套的弊端，設計改進彈簧氣孔套，降低研發周期和設計成本，尋找更合適的彈簧材料，提升彈簧氣孔套的使用壽命，降低輪胎模具成本。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種彈簧氣孔套結構性能分析方法，其方案如下：

一、選取彈簧氣孔套進氣段為研究對象，運用計算流體動力學中的CFX軟件對流體流過的區域建模，針對流域介質設置物性參數，根據實際狀況設置流域的邊界條件，針對流動區域進行離散，生成網絡，求解流動模型，針對結果進行可視化、定性、定量分析；

二、模擬研究彈簧氣孔套進氣段閥桿上端部錐角、彈簧行程結構參數變化，對彈簧氣孔套進氣段流體流動參數的影響，分別給出出口端噴射流量、出口段流量系數、流阻系數的變化規律；

三、針對彈簧氣孔套中的彈簧，選取普通彈簧鋼作為螺旋彈簧原材料的參照項，另外選取兩種彈簧材料，采用有限元數值模擬與傳統理論計算相結合的方式進行分析，通過材料力學公式理論分析得到彈簧的應力、剛度、安全系數，與有限元數值模擬中得到的應力、剛度進行對比；

利用理論計算獲得三種彈簧材料的S-N曲線，以此為基礎進行螺旋圓柱彈簧靜力分析和疲勞壽命模擬。

進一步的，所述另外兩種彈簧材料分別為65Mn低錳彈簧鋼、QSi3-1銅合金。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明對實際工況下彈簧氣孔套的使用壽命具有工程實際意義，可提高設計的可靠性，降低生產成本，縮短設計周期。

【具體實施方式】

為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

本發明的目的是找出現有彈簧氣孔套的弊端，設計改進彈簧氣孔套，降低研發周期和設計成本，尋找更合適的彈簧材料，提升彈簧氣孔套的使用壽命，降低輪胎模具成本。

一種彈簧氣孔套結構性能分析方法，其方案如下：

一、選取彈簧氣孔套進氣段為研究對象，運用計算流體動力學（CFD）中的CFX軟件對流體流過的區域建模，針對流域介質設置物性參數，根據實際狀況設置流域的邊界條件，針對流動區域進行離散，生成網絡，求解流動模型，針對結果進行可視化、定性、定量分析，以對其進行針對性的結構改進及性能優化；