66、复合螺旋压缩弹簧建模分析与PID控制器调优技术综述

复合螺旋压缩弹簧建模分析与PID控制器调优技术综述

复合螺旋压缩弹簧建模与分析

在汽车领域，螺旋压缩弹簧是重要的零部件，如Tata Indica V2 2008车型的前车轮就使用了螺旋压缩弹簧。该车型采用MacPherson支柱悬架系统，能有效吸收震动，提升驾驶舒适度。

• 弹簧设计与参数

  • 传统的IS4544 Grade 3钢质螺旋压缩弹簧在Solid Works 2013中进行设计，其参数如下表所示：
    | 序号 | 尺寸 | 大小（mm） |
    | ---- | ---- | ---- |
    | 1 | 自由长度（螺旋弹簧） | 340 |
    | 2 | 弹簧丝直径 | 12 |
    | 3 | 平均线圈直径 | 122 |
    | 4 | 实际匝数 | 8 |
    | 5 | 有效匝数 | 6.5 |

  车辆相关参数方面，总重量为1545 kg，总负载15141 N，单个螺旋弹簧负载4542.3 N。

  复合螺旋压缩弹簧由钢和EGlass/Epoxy制成，内部为直径8 mm的钢，外部为直径4 mm的复合材料。

• 有限元分析（FEM）

  • IS 4544 Grade 3钢质螺旋压缩弹簧 ：当负载为4542.3 N时，最大剪应力为781.15 MPa，最大变形为189.96 mm，弹簧吸收的应变能为94.95 mJ。