Determinación del Rango de Aplicabilidad de Métodos Analíticos para Resortes Belleville y Enfoque Novel de Cálculo de Pilas de Resortes Cuasi-Progresivos
Autores: Koralewski, Jdrzej; Wodtke, Micha
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Determinación del Rango de Aplicabilidad de Métodos Analíticos para Resortes Belleville y Enfoque Novel de Cálculo de Pilas de Resortes Cuasi-Progresivos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Métodos analíticos
Resortes Belleville
Método de elementos finitos
Fuerzas de fricción
Histéresis
Enfoque computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga la precisión de los métodos analíticos para los resortes Belleville al comparar sus resultados con modelos de método de elementos finitos (FEM) para determinar su aplicabilidad. Se analizaron tanto enfoques bien establecidos, como los métodos de Almen-Laszlo y Muhr-Niepage, como técnicas modernas, incluyendo el método de energía de Zheng, el método de Ferrari y el enfoque de Leininger. Los hallazgos identificaron áreas de consistencia entre los métodos analíticos y los modelos FEM, lo que llevó al desarrollo de un algoritmo para seleccionar el método computacional apropiado para diferentes tipos de resortes Belleville. Esta investigación también examinó los rangos de aplicación práctica de los resortes Belleville, considerando sus estructuras y condiciones de operación, mientras se evaluaban los efectos de las fuerzas de fricción en resortes individuales y diferentes pilas. Se destacaron las diferencias entre la histéresis observada en los modelos FEM y los resultados de las fórmulas analíticas. Se identificó una falta de métodos analíticos para determinar las características de los conjuntos de resortes con comportamiento cuasi-progresivo, lo que llevó a la propuesta de un nuevo algoritmo para su cálculo. El método propuesto fue validado utilizando un ejemplo específico, confirmando su precisión. Se delinearon direcciones de investigación futuras para desarrollar un enfoque computacional universal para conjuntos de resortes Belleville con configuraciones y tipos de resortes variables.
Descripción
Este estudio investiga la precisión de los métodos analíticos para los resortes Belleville al comparar sus resultados con modelos de método de elementos finitos (FEM) para determinar su aplicabilidad. Se analizaron tanto enfoques bien establecidos, como los métodos de Almen-Laszlo y Muhr-Niepage, como técnicas modernas, incluyendo el método de energía de Zheng, el método de Ferrari y el enfoque de Leininger. Los hallazgos identificaron áreas de consistencia entre los métodos analíticos y los modelos FEM, lo que llevó al desarrollo de un algoritmo para seleccionar el método computacional apropiado para diferentes tipos de resortes Belleville. Esta investigación también examinó los rangos de aplicación práctica de los resortes Belleville, considerando sus estructuras y condiciones de operación, mientras se evaluaban los efectos de las fuerzas de fricción en resortes individuales y diferentes pilas. Se destacaron las diferencias entre la histéresis observada en los modelos FEM y los resultados de las fórmulas analíticas. Se identificó una falta de métodos analíticos para determinar las características de los conjuntos de resortes con comportamiento cuasi-progresivo, lo que llevó a la propuesta de un nuevo algoritmo para su cálculo. El método propuesto fue validado utilizando un ejemplo específico, confirmando su precisión. Se delinearon direcciones de investigación futuras para desarrollar un enfoque computacional universal para conjuntos de resortes Belleville con configuraciones y tipos de resortes variables.