金属膜片联轴器的膜片疲劳寿命计算及分析

发布时间：2020-11-11 00:10

　　 金属膜片联轴器是一种具有广泛发展前途的新型两轴挠性联接装置。 目前，常用的膜片结构有圆环式、多边式和束腰式等，由于圆环式结构简 单、制造方便在国外已得到广泛的应用，而我国对这方面的研究和应用还 比较少。随着社会的发展和市场的需求，人们对膜片联轴器愈来愈关注， 尤其是膜片较为精确的疲劳寿命，以适应不同设备对使用期运转的要求。 本文所做的工作部分为甘肃省教育技术基金资助项目(0314B-01) 《金属膜片联轴器膜片寿命的理论计算及试验研究》中的寿命理论计算部 分，同时，该项目也为兰州英克石化有限公司的横向课题。 论文以圆环式膜片为研究对象，通过对金属膜片联轴器的研究分析建 立了力学模型，并利用Ansys有限元应用软件对膜片中存在的四种应力(薄 膜应力、离心应力、轴向弯曲应力、角向弯曲应力)分别进行了计算，得 到了膜片各种应力的结构变形图、节点应力分布图及最大应力点的数值和 位置。根据计算结果分析了这四种应力对膜片疲劳寿命的影响。继而进一 步计算了膜片静态三种组合的平均应力以及动态应力。本文依据疲劳裂纹 形成寿命计算的局部应力-应变法。对膜片的疲劳寿命进行了编程计算， 计算结果与实验值比较结果令人满意，为膜片的设计、制造和使用提供了 理论依据。 从计算结果分析，现有膜片的寿命均较长，设计偏于保守。今后工作 应考虑利用各向异性材料或非金属复合材料代替昂贵的不锈钢金属材料 以减低成本提高经济效益，以利于普及推广使用。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TH133.4
【部分图文】：

c-一620，:二一o·390，。’了一1110MPa。4.2力学模型简化取一片膜片的月如图4.2所示，进行应力分析计算。不计各膜片间微小的相对运动产生的表面剪切和积压“‘认为外载荷平均分布在17片膜片中，每片承受1/17。不考虑横向振动产生的相对较小的惯性应力。在取出的尺膜片边缘截面上采用固定约束处理;中间螺栓孔处根据不同工况分别固定径向位移和根据工作参数给定轴向位移;小孔边缘采用刚性域具体计算工况可分为四种情况:(1)扭矩产生的薄膜应力图4.2模型简化图(加固)处理。膜片内外环边自由。

结构尺寸图

图4.9左侧部分有限元模型视图图4.10右侧部分有限元模型视图4.4·应力分析计算结果对该膜片的寿命分析中的应力包含两部分，一部分为平均应力，在联轴器正常运转过程中不会发生变化，这部分应力主要是由转矩、离心惯性力和轴向安装误差产生的;另一部分为应力幅，指在联轴器运转过程中，应力周期性变化的部分，它主要是由角向安装误差产生的。下面分为五种
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本文编号：2878494