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螺旋弹簧临界屈曲失稳的平衡方程

武秀根 郑百林 贺鹏飞 刘曙光

武秀根, 郑百林, 贺鹏飞, 刘曙光. 螺旋弹簧临界屈曲失稳的平衡方程[J]. 应用数学和力学, 2012, 33(8): 988-996. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2012.08.007
引用本文: 武秀根, 郑百林, 贺鹏飞, 刘曙光. 螺旋弹簧临界屈曲失稳的平衡方程[J]. 应用数学和力学, 2012, 33(8): 988-996. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2012.08.007
WU Xiu-gen, ZHENG Bai-lin, HE Peng-fei, LIU Shu-guang. Equilibrium Equations for 3D Critical Buckling of Helical Springs[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2012, 33(8): 988-996. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2012.08.007
Citation: WU Xiu-gen, ZHENG Bai-lin, HE Peng-fei, LIU Shu-guang. Equilibrium Equations for 3D Critical Buckling of Helical Springs[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2012, 33(8): 988-996. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2012.08.007

螺旋弹簧临界屈曲失稳的平衡方程

doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2012.08.007
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(11002101)
详细信息
    通讯作者:

    武秀根(1981—),男,湖南人,博士(联系人.E-mail: wuxiugen@tongji.edu.cn).

  • 中图分类号: O316

Equilibrium Equations for 3D Critical Buckling of Helical Springs

  • 摘要: 目前,针对螺旋弹簧失稳现象的研究主要基于当量柱模型,将弹簧等效为柱模型,忽略其绕轴线的转动.该文建立了三维螺旋弹簧模型,通过曲线Frenet坐标系和主轴坐标系,建立了描述弹簧螺旋中心线的空间变形和截面扭转变形的平衡方程.采用小变形假设,通过对弹簧挠度变量采用Taylor级数展开,并忽略其高阶小量,平衡方程可以被简化为扭转角和弧长的函数,使获得方程的数值解成为可能.同时,讨论了作用于弹簧圆心位置的轴向力引起的弹簧约束端反作用力,为平衡方程的求解确定了边界载荷条件.该文的研究工作为进一步研究受压螺旋弹簧的后屈曲性奠定了基础.
  • [1] 武际可, 黄永刚. 弹性曲杆的稳定性问题[J]. 力学学报, 1987, 19(5): 445-454.(WU Ji-ke, HUANG Yong-gang. The stability of elastic curved bars[J]. Acta Mechanic Sinica, 1987, 19(5): 445-454.(in Chinese))
    [2] 刘延柱. 松弛状态非圆截面弹性螺旋细杆的稳定性[J]. 动力学与控制学报, 2005, 34(4): 12-16.(LIU Yan-zhu. Stability of a thin elastic helical rod with no circular cross section in relaxed state[J]. Journal of Dynamic and Control, 2005, 34(4): 12-16. (in Chinese))
    [3] 刘延柱. 轴向受压螺旋杆的平衡稳定性[J]. 固体力学学报, 2005, 26(3): 256-260.( LIU Yan-zhu. Stability of equilibrium of a helical rod under axial compression[J]. Acta Mechanica Solida Sinica, 2005, 26(3): 256-260. (in Chinese))
    [4] Miyazaki Y, Kondo K. Analytical solution of spatial elastic and its application to kinking problem[J]. International Journal of Solid and Analysis, 1997, 34(27): 3619-3636.
    [5] 刘延柱. 弹性细杆的非线性力学——DNA力学模型的理论基础[M]. 北京: 清华大学出版社, 2006: 3-4.( LIU Yan-zhu. Nonlinear Mechanics of Thin Elastic Rod—Theoretical Basis of Mechanical Model of DNA[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2006: 3-4. (in Chinese))
    [6] 孟道骥, 梁科. 微分几何[M]. 北京: 科学出版社, 2002: 14-25.(MENG Dao-ji, LIANG Ke. Differential Geometry[M]. Beijing: Science Press, 2002: 14-25. (in Chinese))
    [7] 汪曾祥, 魏先英, 刘祥至. 弹簧设计手册
    [8] [K]. 上海: 上海科学技术文献出版社, 1986: 176-177.(WNAG Zeng-xiang, WEI Xian-ying, LIU Xiang-zhi. Handbook of Spring Design
    [9] [K]. Shanghai: Shanghai Scientific and Technological Literature Publishing House Co Ltd, 1986: 176-177. (in Chinese))
    [10] Haringx J A. On highly compressible helical spring and rubber rods, and their application for vibration-free mountings-I
    [11] [R]. Philip Research Reports, Netherlands, 1948, 39(6): 401-449.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-01
  • 修回日期:  2012-04-09
  • 刊出日期:  2012-08-15

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