膜片有限元分析方案制定

    膜片是由許多很薄的不銹鋼骨片組成，縫隙中填充了樹(shù)脂，以增加阻尼和減少骨片振動(dòng)。因?yàn)槟て诠ぷ鳡顟B(tài)受到彎扭作用時(shí)，膜片中樹(shù)脂不分擔(dān)載荷密度，只有膜片中的骨片承受載荷，同時(shí)組成膜片的各骨片所受載荷基本一致。所以，這里取骨片作為分析對(duì)象。由于骨片很薄，，考慮到計(jì)算精度和計(jì)算效率等因素，這里選用薄殼單元

    用Ansys軟件作為有限元分析工具，考慮到Ansys軟件中建模的效率不是很高，在此，用UG軟件來(lái)建四孔和六孔的骨片模型，然后導(dǎo)入軟件中。模型需要分析的四孔和六孔兩種類型的骨片，由于約束與載荷比較復(fù)雜，在對(duì)膜片進(jìn)行有限元分析時(shí)，關(guān)鍵的是約束和載荷的合理處理，決定著計(jì)算結(jié)果的性。

    對(duì)于約束的處理，在劃分好網(wǎng)格以后，在膜片內(nèi)部孔邊緣上下兩側(cè)各選取一個(gè)x坐標(biāo)為零的結(jié)點(diǎn)〔Y軸上的結(jié)點(diǎn))，在上側(cè)結(jié)點(diǎn)施加二和Y方向位移為零的約束，在下側(cè)結(jié)點(diǎn)施加x方向位移為零的位移約束。

    在實(shí)際工況中，因?yàn)檠b配的關(guān)系，膜片不是在一個(gè)平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在膜片兩側(cè)傳動(dòng)軸的軸線有偏差時(shí)，在膜片螺拴孔邊緣將發(fā)生垂直膜片的位移。所以在分析的時(shí)候需要在孔所在的圓上加的位移約束。對(duì)各骨片，取一側(cè)中某個(gè)孔為基準(zhǔn)，另一側(cè)孔相對(duì)其偏差10。具體加載可根據(jù)孔與基準(zhǔn)孔的相對(duì)距離和偏差的度數(shù)在應(yīng)力環(huán)上加載約束。對(duì)于四孔，兩孔軸向偏移量均為R.對(duì)于六孔，基準(zhǔn)孔兩邊的孔軸向偏移量可以根據(jù)公式(1)計(jì)算得

到，另一孔偏移量為 式中:Z-一軸向偏移量;R一小孔所在圓心到圓圓心的距離。

    因裝配時(shí)，孔邊有1 mm厚的加緊套，垂直方向的位移將作用在徑向lmm的環(huán)面內(nèi)。具體施加方法如下。

    (1)建立模型時(shí)，孔邊的環(huán)面獨(dú)立建立。膜片形狀的面由多個(gè)部分組成。

    (2)各個(gè)區(qū)域分別劃分網(wǎng)格，保持在相鄰邊界上結(jié)點(diǎn)盡可能重合。

    (3)采用結(jié)點(diǎn)合并的方法，使各個(gè)區(qū)域在相鄰邊界上共享結(jié)點(diǎn)，這樣各個(gè)獨(dú)立區(qū)域合并成了一個(gè)整體。

    (4)在環(huán)面上施加位移約束