在弹簧设计与制造领域，仿真分析已成为产品开发过程中不可或缺的一环。江苏三众弹性技术股份有限公司（下文简称“三众弹性”）依托成熟的多物理场仿真能力，持续推动弹簧产品在结构、疲劳、热力学等方面的性能优化与可靠性提升。

 

 

一、仿真能力

 

三众弹性专注于弹簧类零件的多物理场仿真分析，目前已形成以下四大核心能力：

 

Ø 结构静力学/动力学分析  

评估弹簧在静态或动态载荷下的变形与应力分布，为结构设计提供依据。

Ø 疲劳与强度仿真  

预测弹簧在循环载荷下的使用寿命与失效风险，辅助产品寿命评估。

Ø 热力学仿真  

分析高低温环境对弹簧性能的影响，提升其在极端工况下的适应性。

Ø 拓扑优化  

通过算法优化弹簧结构，实现轻量化与高强度的平衡。

 

 

二、仿真流程概览

 

三众弹性的仿真流程涵盖从参数化建模到有限元验证的全过程：

 

Ø 1、参数化建模与选型  

依据国家标准（如GB/T 1972-2023）输入碟簧关键尺寸参数（如厚度、外径、内径、自由高度），计算系列选型所需的关键比值，并结合材料属性（弹性模量、泊松比、屈服强度等）进行建模。

 

Ø 2、有限元仿真与验证  

使用SolidWorks等工具建立几何模型，进行端部自接触分析，设置轴向载荷与极限位移约束，模拟压缩与回弹过程。通过对比仿真数据与理论计算结果，验证方案的可行性。

 

三、典型案例展示

 

Ø 案例一：结构静力学分析

 

以标准碟簧系列 31.5*16.3*2*2.75 为例，材料选用51CrV4，施加6173N轴向载荷。仿真结果显示最大应力点为Ⅰ点，2465MPa，最大变形量为0.5439mm，与理论值高度吻合，验证了该设计的可行性。

 

静力学分析结果&应力分布与变形云图

 

Ø 案例二：疲劳与强度仿真

 

针对碟簧系列 A71*36*4*5.6，在WORKBENCH中建立模型，进行位移加载模拟。通过Fatigue Tool分析应力状态与寿命，发现最危险区域位于顶部接触点，最小安全系数为0.5528，最低寿命约为2.71×10⁶次。

 

寿命与安全系数分析&寿命评估与安全系数分布

 

值得注意的是，碟簧寿命分析中平均应力处理方式的选择仍需更多试验数据支持，以建立更精准的评估模型。

 

结语

 

仿真分析不仅是产品设计的“验证工具”，更是推动弹簧性能优化与技术迭代的“驱动引擎”。三众弹性将持续深耕仿真技术，为客户提供更可靠、更高效的弹簧解决方案。