載荷與疲勞失效表示方法

      與疲勞相關(guān)的重要因素是機(jī)械結(jié)構(gòu)所受載荷，疲勞失效與載荷關(guān)系常采用方法有:應(yīng)力一壽命曲線(xiàn)、S-N曲線(xiàn)。通過(guò)疲勞試驗(yàn)可以材料或試件的疲勞曲線(xiàn)，每一個(gè)應(yīng)力幅對(duì)應(yīng)相應(yīng)的失效循環(huán)次數(shù)用來(lái)反映疲勞失效與載荷的關(guān)系。當(dāng)循環(huán)載荷循環(huán)作用在某一機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)或者受到載荷作用是，疲勞失效與載荷的關(guān)系常采用應(yīng)力一壽命曲線(xiàn)來(lái)表示。

    金屬膜片聯(lián)軸器是在傳動(dòng)軸系之間起連接作用并傳遞轉(zhuǎn)矩的撓性連接機(jī)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)速高、緊湊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而其關(guān)鍵部件金屬膜片組在補(bǔ)償聯(lián)接兩軸相對(duì)位移中起著重要作用。本文采用有限元系統(tǒng)與CAD軟件集成使用的方法對(duì)伺服電機(jī)用高速定位、超控制用途的金屬板簧聯(lián)軸器進(jìn)行了仿真分析，提出了從整體裝配的角度研究夾板襯套式金屬膜片聯(lián)軸器及關(guān)鍵部件金屬膜片組的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)。在研究過(guò)程中，本文取得的主要成果有以下幾點(diǎn):

    (1)根據(jù)夾板襯套式金屬膜片聯(lián)軸器的工作情況，對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行了受力分析，了聯(lián)軸器正常工作狀況下所受各種力的種類(lèi)及其計(jì)算方法。

  (2)通過(guò)有限元靜力學(xué)分析了聯(lián)軸器和金屬膜片組變形量云圖和等效應(yīng)力、應(yīng)變?cè)茍D。其結(jié)果表明:變形明顯較大處發(fā)生在左右半聯(lián)軸器夾緊毅夾緊螺栓孔處;金屬膜片組在主傳動(dòng)上下兩螺栓孔處的左右內(nèi)側(cè)等效應(yīng)力、應(yīng)變較大;對(duì)比了不同材料、不同膜片外形的力學(xué)性能，提出了合理的膜片外形設(shè)計(jì)是改進(jìn)夾板襯套式金屬膜片聯(lián)軸器力學(xué)性能的途徑。

  (3)根據(jù)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論對(duì)夾板襯套式金屬膜片聯(lián)軸器及其膜片組進(jìn)行了模態(tài)仿真分析，獲得了結(jié)構(gòu)頻率及相關(guān)振型數(shù)據(jù)。分析仿真數(shù)據(jù)可知:聯(lián)軸器和膜片組受到低階模態(tài)頻率影響較大，結(jié)合結(jié)構(gòu)共振理論和理論計(jì)算的膜片聯(lián)軸器轉(zhuǎn)頻，組成聯(lián)軸器的關(guān)鍵元件都與共振頻率相差較大，系統(tǒng)不產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

  (4)依據(jù)疲勞損傷理論及其影響，基于ANSYS Workbench15.0疲勞分析模塊，對(duì)夾板襯套式金屬膜片聯(lián)軸器進(jìn)行了疲勞壽命分析。仿真結(jié)果表明:金屬膜片組的疲勞壽命為1.1062X105次疲勞壽命達(dá)到一百萬(wàn)次，滿(mǎn)足十萬(wàn)次的設(shè)計(jì)疲勞壽命:系數(shù)為1.0282，可以認(rèn)為金屬膜片組整體是的。