本书系统地阐述多股螺旋弹簧(简称多股簧)的设计理论、制造方法和推广应用。主要内容包括多股簧的基础理论、静态及动态设计方法、制造回弹试验及理论研究、制造工艺及数控加工机床、检测和试验、疲劳寿命预测等。最后介绍循环载荷下多股簧钢丝扭动微动机理，以及不同工况及循环次数的变化对多股簧钢丝扭动微动和损伤机理的影响。

更多科学出版社服务，请扫码获取。

1.2018年，复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备，国务院，国家科学技术进步奖二等奖，第1完成人 2.2007年，支持生产设备集成运行的网络化制造系统及支撑技术，国务院，国家科学技术进步奖二等奖，第2完成人 3.2007年，数控高效制齿机床成套技术研发及产业化应用，国务院，国家科学技术进步奖二等奖，第12完成人

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 多股簧的特性 1
1.2 多股簧的用途 2
1.3 多股簧的国内外研究进展 6
1.3.1 多股簧基础理论的研究进展 6
1.3.2 多股簧响应特性的研究进展 8
1.3.3 多股簧制造回弹的研究进展 9
1.3.4 多股簧加工装备的研究进展 10
1.3.5 多股簧疲劳失效的研究进展 11
1.3.6 多股簧扭动微动的研究进展 12
第2章 多股簧基础理论 14
2.1 基于相角梯度的侧丝中心线几何描述方法 14
2.2 多股簧最优冷绕捻距设计准则 22
2.3 多股簧侧丝变形 28
2.4 多股簧侧丝几何数值求解方法 30
2.4.1 接触区域的离散处理 32
2.4.2 钢丝平衡方程的离散处理 35
2.4.3 丝间接触力及接触变形 36
2.5 几何模型有限元仿真及试验验证 38
2.5.1 有限元仿真 39
2.5.2 扫描试验 41
2.5.3 几何模型验证 42
第3章 多股簧静态设计方法 45
3.1 细长曲杆的弹性力学理论 45
3.1.1 细长曲杆的曲率分量和扭率 45
3.1.2 细长曲杆的受力平衡方程 46
3.2 多股簧静态响应模型 49
3.2.1 多股簧静态响应模型的建立 49
3.2.2 数值算例 57
3.3 多股簧准静态响应试验 61
3.3.1 试验装置 61
3.3.2 试验结果 62
第4章 多股簧动态设计方法 64
4.1 多股簧动态响应的非线性模型 64
4.1.1 动态模型及其参数识别 64
4.1.2 参数识别试验 71
4.2 多股簧系统稳态谐波响应的非线性分析方法 73
4.2.1 多股簧系统的运动微分方程 73
4.2.2 稳态谐波响应的分析方法 74
4.2.3 试验验证 77
4.3 多股簧冲击响应特性 79
4.3.1 多股簧冲击载荷响应模型 79
4.3.2 基于摄动法的非线性改进模型 80
4.3.3 多股簧冲击响应特性试验 83
第5章 多股簧制造回弹试验及理论研究 90
5.1 弹塑性有限元法 90
5.1.1 弹塑性成形的基础理论 90
5.1.2 非线性的有限元求解 92
5.2 基于ABAQUS软件的分析方法 93
5.2.1 材料特性 94
5.2.2 分析步确定 95
5.2.3 单元类型及网格划分 96
5.3 ABAQUS软件准静态分析 96
5.4 单股簧绕制成形及卸载回弹的模拟分析 98
5.4.1 有限元模型 99
5.4.2 有限元计算结果 100
5.5 多股簧绕制成形及卸载回弹的模拟分析 102
5.5.1 几何模型 102
5.5.2 边界条件及网格划分 103
5.5.3 有限元计算结果 104
5.5.4 多股簧股间钢丝的载荷分布分析 105
5.5.5 单股钢丝与单股簧的分析 106
第6章 多股簧制造工艺 110
6.1 多股簧的材料 110
6.1.1 钢丝材料简介 110
6.1.2 钢丝材料的力学性能参数 111
6.2 多股簧的绕制成形方法 112
6.2.1 多股簧的绕制工艺 112
6.2.2 张力控制对多股簧绕制成形的影响 113
6.3 多股簧的后处理 114
6.3.1 热处理 114
6.3.2 稳定化(立定)处理 116
6.3.3 机械强化处理 116
6.4 多股簧的表面处理 117
6.4.1 表面预处理 118
6.4.2 表面氧化处理 119
6.4.3 表面磷化处理 119
第7章 多股簧数控加工机床 120
7.1 高精度多股簧数控加工机床 120
7.1.1 机床结构设计 120
7.1.2 机床加工工序 122
7.2 全自动多股簧大型数控加工机床 124
7.2.1 机床结构设计 125
7.2.2 机床控制系统设计 126
7.3 机床张力控制系统的设计与实现 128
7.3.1 张力控制系统设计 128
7.3.2 张力控制智能算法设计 130
7.3.3 张力控制系统实现 139
第8章 多股簧检测和试验 142
8.1 多股簧冲击试验机研发背景 142
8.2 冲击试验机的研制 144
8.2.1 总体方案设计 144
8.2.2 冲击试验机布局设计 145
8.3 检测装置设计 147
8.3.1 数据采集与处理 148
8.3.2 数据处理与算法 149
8.4 冲击试验机试验案例 152
8.5 多股簧疲劳试验装置 155
第9章 多股簧疲劳失效研究 157
9.1 多股簧轴向载荷下的有限元仿真 157
9.1.1 多股簧有限元建模 157
9.1.2 模型有效性验证 160
9.1.3 多股簧疲劳寿命预测 161
9.2 多股簧疲劳试验及分析 165
9.3 多股簧断裂分析 171
9.3.1 多股簧疲劳断裂 171
9.3.2 断口形貌分析 172
第10章 多股簧循环载荷下扭动微动机理研究 179
10.1 扭动微动机理研究 179
10.1.1 扭动微动接触 179
10.1.2 循环载荷下的扭动微动 182
10.2 多股簧钢丝扭动微动半解析方法 184
10.2.1 半解析方法 184
10.2.2 循环载荷下的应力计算 187
10.2.3 多股簧扭动微动试验 190
10.3 多股簧钢丝椭圆接触研究 197
10.3.1 多股簧钢丝椭圆接触分析 197
10.3.2 椭圆接触表层下应力分布 199
参考文献 204