[1]张子豪,柯俊,张雅婷,等.基于旋向匹配的SMAHC螺旋弹簧刚度双向调控研究[J].浙江理工大学学报,2026,55-56(自科五):725-738.
　ZHANG Zihao,KE Jun,ZHANG Yating,et al.Research on bidirectional stiffness regulation of SMAHC helical springs based on helical direction matching[J].Journal of Zhejiang Sci-Tech University,2026,55-56(自科五):725-738.

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基于旋向匹配的SMAHC螺旋弹簧刚度双向调控研究()

浙江理工大学学报[ISSN:1673-3851/CN:33-1338/TS]

卷:

55-56

期数:

2026年自科第五期

页码:

725-738

栏目:

出版日期:

2026-09-20

文章信息/Info

Title:

Research on bidirectional stiffness regulation of SMAHC helical springs based on helical direction matching

文章编号:

1673-3851(2026)09-0725-14

作者:

张子豪; 柯俊; 张雅婷; 鲍洛; 冯新建

1.浙江理工大学机械工程学院,杭州310018;2.浙江三花汽车零部件有限公司,杭州310018;3.兴宇汽车零部件股份有限公司浙江科创设计分公司,杭州310018;4.兴宇汽车零部件股份有限公司,浙江台州317300

Author(s):

ZHANG Zihao; KE Jun; ZHANG Yating; BAO Luo; FENG Xinjian

1.School of Mechanical Engineering,ZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou310018,China;2.Zhejiang Sanhua Automotive ComponentsCo.,Ltd.,Hangzhou310018,China;3.Zhejiang Innovation Design Branch,Xingyu Auto PartsInc.,Hangzhou310018,China;4.Xingyu Auto PartsInc.,Taizhou317300,China

关键词:

变刚度螺旋弹簧; 智能材料; 形状记忆合金; 刚度双向调控; 旋向匹配

分类号:

TB332

文献标志码:

A

摘要:

针对传统螺旋弹簧缺乏刚度主动调控能力以及复合材料在热-力耦合环境下性能演化复杂的难题,以形状记忆合金混杂复合材料(Shapememoryalloyhybridcomposite,SMAHC)螺旋弹簧为研究对象,提出一种基于旋向匹配策略的材料与结构的一体化设计方法,以实现热激励下弹簧刚度的双向调控。采用二维混编工艺,将聚酯纤维与合金丝按不同旋向编织完成样件制备,并基于细观力学构建刚度解析模型;通过设计Cr20Ni80对照实验,进行基体热软化与形状记忆合金(Shapememoryalloy,SMA)相变增强效应的定量解耦分析。结果表明:构建的刚度解析模型具有良好的预测能力,理论计算结果与实验结果的整体误差控制在2.5%以内。SMA植入方向与弹簧宏观螺旋方向的旋向匹配关系对刚度调控具有决定性影响:正向植入可利用相变回复力补偿基体热软化,使刚度相对提升15.6%;而反向植入则与基体热软化协同作用,导致刚度下降37.4%。该研究揭示了基于旋向匹配与力矩矢量叠加的螺旋弹簧刚度双向调控机理,为汽车智能悬架系统的轻量化设计与环境自适应控制提供了新的设计思路与理论参考。

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