Stress and fatigue analysis of vehicle helical spring

Ovim radom analizirana su naprezanja i vijek trajanja do zamora spiralne opruge vozila koristeći metodu konačnih elemenata. Na početku rada dana su teorijska razmatranja opruga općenito, mehanike loma i metode konačnih elemenata. Opruga je modelirana u 3D softveru Catia te uvezena u softver Ansys gdje su se analizirala naprezanja i vijek trajanja opruge pod određenim opterećenjem. Zatim su rađene analize u svrhu poboljšavanja konstrukcije koristeći različite materije: čelik 51CrV4, čelik 45SiCrMo6 i specijalni čelik NHS-4. Nakon toga se promatralo kako na vijek trajanja i naprezanja koja se pojavljuju u opruzi utječe promjena geometrije, te su se u tu svrhu analizirali pet slučajeva: analiza pojednostavljene geometrije opruge s konstantnim promjerom opruge, analiza pojednostavljene geometrije opruge s manjim konstantnim promjerom opruge, analiza istog oblika opruge s većim promjerom žice, analiza istog oblika opruge s manjim promjerom žice i analiza opruge s izmijenjenim oblikom.This work analyses stresses and fatigue life of vehicle helical spring using finite element method. In the beginning of the work are given theoretical considerations of springs generally, fracture mechanics and finite element method. The spring is modelled in 3D software Catia and imported in software Ansys where were analysed stresses and fatigue life of spring when certain load is applied on it. To improve the construction, analyses were shown to by using different materials: steel 51CrV4, steel 45SiCrMo6 and special steel NHS-4. After that it was observed how modified geometry affect on stresses and fatigue life of spring. In that purpose it was analysed five cases: analysis of simplified spring geometry with constant diameter of spring, analysis of simplified spring geometry with smaller constant diameter of spring, analysis of the spring with the same shape but bigger diameter of spring wire, analysis of the spring with the same shape but smaller diameter of spring wire and analysis of the spring with changed shape