摘要借助UG三维软件自带的二次开发工具（Expression）建立变刚度螺旋弹簧的三维模型，并应用UIStyler创建交互式界面，利用VC + +6.0完成编译、连接，形成变刚度螺旋弹簧的零件库。通过运行实例证明，文中所设计的专用CAD软件能方便、快捷地创建各类汽车悬架所采用的变刚度螺旋弹簧模型。

0引言
    车辆悬架弹簧是典型的变刚度元件，其刚度随所联接的弹簧上、下刚体间相对位移的变化而变化。同时悬架弹簧对车辆的行驶平顺性及乘员舒适性起到非常重要的作用。传统的金属弹簧分为钢板弹簧、螺旋弹簧和扭杆弹簧。对于螺旋弹簧又分为普通弹簧和变刚度弹簧。随着汽车工业的高端化发展，为满足不同工况下对弹簧刚度的要求，变刚度弹簧的应用越来越广，同时被给予更多的重视。因而，变刚度弹簧的研究对汽车技术的发展具有重要的现实意义。

    通常，设计人员在进行螺旋弹簧设计三维建模时需建立弹簧螺旋线，然后利用管道扫描成型。考虑到设计时，对于变刚度弹簧螺旋线建立的复杂性以及建模的高效性，本文旨在建立一个悬架用变刚度螺旋弹簧的模型库。这样当设计人员需要设计、分析弹簧时，即可直接调用零件库里的弹簧，然后根据自己所要求的设计参数来形成弹簧实体模型。

    基于此，本文采用UG软件平台进行悬架用变刚度螺旋弹簧零件库的设计开发。

1螺旋弹簧的变形及刚度
    螺旋弹簧受轴向载荷P作用时的变形x可用下式表示

式中P----轴向载荷（N）；
     D----弹簧中径（mm）；
     d----弹簧钢丝直径（mm）；
     n----弹簧工作圈数；
     G----弹簧材料的剪切弹性模量（MPa ）。
其刚度k为

2变刚度螺旋弹簧的参数化设计
    目前，在UG软件中，二次开发的参数化设计方法有两种，即基于图形模板的参数化设计方法和基于参数化程序的设计方法。每种方法都可以通过UG/Open API编程、UG/open Grip编程和UG/open API与UG/open Grip混合编程三种方式实现。本文选取基于图形模板的参数化设计方法。

    基于图形模板的参数化设计方法的思想是通过修改图形模板的特征，从而驱动图形模板发生相应的变化，达到参数化设计的目的。通常情况下，修改特征通过修改特征的参数来实现：首先获得特征的参数，然后改变该参数值，最后利用函数UF_MODL_up-date更新模型，使得对参数的修改反映到图形上，其基本过程如图1所示。

2.1创建图形模板
    利用UG软件平台，采用表达式建模，创建了四种变刚度弹簧的图形模板，如图2～5所示。

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