膜盤連軸器的結(jié)構(gòu)分析

3.1膜盤的實(shí)體分析模型

    膜盤具有軸對(duì)稱形狀，在建模時(shí)可以采用先建立一個(gè)30。的扇形，繞Y軸旋轉(zhuǎn)一周實(shí)體模型，合并實(shí)體即完成實(shí)體建模，建立的膜盤實(shí)體模型見圖40

3.2膜盤的有限元分析模型

    選擇體單元類型為Solid 185，設(shè)定材料的彈性模量、泊松比、密度，取網(wǎng)格劃分為Smart Size <10)，對(duì)分析模型進(jìn)行初步劃分，并對(duì)局部單元網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化，得

出的有限元分析模型膜盤應(yīng)力分析

離心力作用下的膜盤應(yīng)力

    在離心力作用下，所有小孔周邊的位移以及內(nèi)孔被固定，然后在慣性載荷即轉(zhuǎn)動(dòng)角速度時(shí)的應(yīng)力分析，根據(jù)已知轉(zhuǎn)速為8000r/min，把它轉(zhuǎn)化成角速度，即I}1R-

27r X000/60，此時(shí)膜盤所受的外載荷只有繞Y軸的角速度

扭轉(zhuǎn)傳遞引起膜盤上的應(yīng)力

    膜盤聯(lián)軸器通過膜盤(一片或多片，但本文為一片)上的12個(gè)螺栓將扭矩從一端傳遞到另一端，分析時(shí)內(nèi)圓以及外圓12個(gè)小孔中的6個(gè)固定，這6個(gè)孔是第1,3,5,7,9,11。另外的6個(gè)小孔的左上方的1/4圓弧上加上載荷，已知功率P為5800kW

    綜上三種情況的計(jì)算結(jié)果可以看出，軸向位移引起的彎曲應(yīng)力，其次就是離心力引起的應(yīng)力，山此可見軸向變形引起的彎曲應(yīng)力要高于其它兩種情況下的應(yīng)力，而且這個(gè)應(yīng)力是隨著旋轉(zhuǎn)而不斷交替變化的交變應(yīng)力，會(huì)引起膜盤的疲勞破壞，所以在連軸器的設(shè)計(jì)中，彎曲變形引起疲勞破壞是一個(gè)重要的考慮因素，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少軸向變形，以延長(zhǎng)膜盤的使用壽命。

膜盤模態(tài)分析

    模態(tài)分析主要用于決定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，選擇好分析類型后，設(shè)定提取5個(gè)模態(tài)，輸出5個(gè)模態(tài)，使用子空間方法進(jìn)行求解。求解之后可以下面的信息:

所建立的模型在所給定的約束條件下的模態(tài)的頻率為2601.OHz，第五階模態(tài)的頻率是2722.9Hz。通常是觀察其前兒階固有頻率和振型，山于膜盤的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，所以會(huì)出現(xiàn)振型和頻率相同但相位不同的情況。如下模態(tài)分析的固有頻率和振型。

  膜盤在其固有頻率下，形狀的變化非常明顯，在固有頻率下的振幅，易導(dǎo)致零件發(fā)生毀壞造成嚴(yán)重故障，所以應(yīng)盡量避免共振。

    所建立的膜盤聯(lián)軸器是建立在離心力、扭轉(zhuǎn)和聯(lián)軸器軸向力作用下的應(yīng)力分析及模態(tài)分析，分別對(duì)每種情況都做了詳細(xì)的分析，該方法對(duì)分析膜盤在高速運(yùn)動(dòng)下的應(yīng)力分布和模態(tài)具有很高的參考價(jià)值。