叠片联轴器的强度寿命分析和动力特性分析

发布时间：2017-04-29 22:10

  本文关键词：叠片联轴器的强度寿命分析和动力特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：叠片联轴器具有较好联接柔性,适用于位移补偿大、转速高的旋转机械传动中,如发动机与飞机附件传动、直升机尾桨传动、船舶传动以及风力发电传动等。本文针对金属叠片联轴器结构和载荷特点,开展叠片联轴器在复杂的工作环境下应力分析研究,寻找联轴器准确的强度寿命计算方法；通过变形分析研究联轴器补偿能力；同时进行联轴器动力特性分析。以期了解叠片联轴器结构设计的基本方法,得到具有工程指导意义的结论。论文主要研究内容和结论如下： (1)进行了叠片联轴器实际工作环境下的受力分析和理论计算研究； (2)建立了更接近实际情况的有限元计算模型,计算结果比文献中的模型更能真实的反映出叠片的受力特点。 (3)考虑叠片间微小的相对运动产生的表面剪切和挤压,建立了新型的12层相互接触的完整叠片有限元分析模型,计算结果非常接近真实值。 (4)开展了叠片联轴器强度寿命分析研究,通过建立叠片的各种有限元模型,对比分析叠片在分别受到离心、扭转、轴向、角向载荷作用及各载荷综合作用时的应力分布和补偿能力；计算结果表明：1)12层叠片之间受到螺栓预紧力相互接触抵紧,在保留叠片联轴器适当柔性和补偿能力同时,适当地增加了叠片联轴器的刚性；同时,在给定极限载荷作用下满足强度的要求。2)强度分析表明束腰式结构比圆环式结构更为优越,其应力分布更为均匀。3)通过叠片联轴器有限元模型进行疲劳寿命分析表明,叠片联轴器在给定交变载荷下,叠片联轴器满足大修期限寿命要求。 (5)叠片联轴器振动模态分析：采用有限元法建立叠片联轴器简化模型,分析了几种叠片在自由状态下和简化实际安装条件下固有频率和振型,研究了叠片联轴器的角不对中载荷产生的谐响应特性,研究表明叠片联轴器在工作转速范围内不会产生扭振共振；同时对叠片进行模态试验测试,验证了理论计算的正确性,并利用试验测试结果对有限元进行适当修正。为叠片联轴器计算分析研究和结构设计改进提供了参考依据。 本课题主要对不同种类的叠片的强度、动力特性、寿命进行对比分析,研究结果可为叠片联轴器的改进设计提供参考。
【关键词】：动力特性 叠片联轴器 振动模态 应力分析 疲劳寿命
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 图表清单9-13
• 注释表13-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 选题背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.3 论文主要内容18-20
• 第二章 叠片联轴器力学性能研究的理论基础20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 叠片联轴器的叠片的静强度公式推导和理论计算20-24
• 2.2.1 叠片受扭矩作用20-21
• 2.2.2 叠片所受离心力作用21-22
• 2.2.3 叠片的轴向位移引起的弯曲应力22-23
• 2.2.4 叠片的角向位移引起的弯曲应力23-24
• 2.3 叠片联轴器的有限元分析24-30
• 2.3.1 应力-应变关系24-25
• 2.3.2 几何方程25-26
• 2.3.3 平衡方程26-27
• 2.3.4 等参单元27-30
• 2.4 接触问题的基本概念30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 金属叠片应力计算分析33-55
• 3.1 叠片联轴器的外形结构及载荷分析33-35
• 3.2 载荷分析和模型建立35-39
• 3.2.1 载荷分析35-37
• 3.2.2 有限元的模型确立和约束施加37-39
• 3.3 应力计算结果39-49
• 3.3.1 圆环式叠片单独计算离心力、扭转、轴向和角向的载荷结果40-44
• 3.3.2 圆环式叠片第一种工作状况载荷44-45
• 3.3.3 第二种工作状况载荷45-46
• 3.3.4 第三种工作状况载荷46-47
• 3.3.5 圆环式叠片和束腰式叠片应力计算结果对比47-49
• 3.4 叠片表面应力试验分析49-53
• 3.4.1 试验目的和试验件49
• 3.4.2 试验件的安装49-50
• 3.4.3 应变花的粘贴50-51
• 3.4.4 加载步骤数据计算结果51-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第四章 叠片联轴器的振动模态分析55-73
• 4.1 模态分析基本理论55-56
• 4.2 有限元模型的建立和计算56-59
• 4.2.1 叠片有限元模型建立56-57
• 4.2.2 计算结果及分析57-59
• 4.3 叠片联轴器整体振动特性分析59-62
• 4.3.1 叠片联轴器整体振动模型简化59-60
• 4.3.2 叠片联轴器整体振动ANSYS有限元模型建立60-62
• 4.4 试验模态分析62-70
• 4.4.1 测试仪器及方法62-65
• 4.4.2 3.0 P参数识别与模态试验结果65-70
• 4.5 叠片联轴器的谐响应分析70-71
• 4.6 本章小结71-73
• 第五章 叠片联轴器寿命估算73-78
• 5.1 疲劳寿命基本理论73-75
• 5.2 叠片寿命的估算75-77
• 5.3 本章小结77-78
• 第六章 总结和展望78-80
• 6.1 本文总结78-79
• 6.2 课题展望79-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 高洪涛,李明;不对中对膜片联轴器耦合转子轴承系统固有特性的影响[J];化工机械;2005年01期

2 申屠留芳,王成轩;叠片联轴器整体振动特性分析[J];淮海工学院学报(自然科学版);1999年02期

3 袁熙;李舜酩;;疲劳寿命预测方法的研究现状与发展[J];航空制造技术;2005年12期

4 梅庆;直升机传动轴系的动力学设计[J];机械传动;2005年05期

5 华军,许庆余,张亚红;膜片联轴器膜片应力计算及疲劳寿命分析[J];机械科学与技术;2000年02期

6 刘建武;;直升机动力传动轴和膜片联轴器的模态特性分析[J];机械工程与自动化;2008年05期

7 李友萍，张仲毅，陈晓岑;新型膜片联轴器中膜片应力与刚度的计算[J];武汉汽车工业大学学报;1996年02期

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本文编号：335693