挤压和扭转复合式弹性联轴器设计与研究

发布时间：2017-07-31 02:28

  本文关键词：挤压和扭转复合式弹性联轴器设计与研究

  更多相关文章： 弹性联轴器 结构设计 有限元 橡胶材料 模态实验研究

【摘要】：随着我国机械、舰船、车辆、石油、化工、水利和国防武器等工程领域的迅速发展，对动力传动系统中的有关机械装备提出了高效、环保、高可靠和长寿命等更为苛刻的要求，而联轴器的可靠性在相当程度上直接影响着传动系统的功能和寿命。 本文以重庆大学王家序教授研究开发的“挤压扭转复合式弹性橡胶联轴器”为研究对象，通过分析研究了高弹性橡胶联轴器的动态特性，周期性冲击载荷作用下的减振缓冲机理，高弹性橡胶非线性本构模型，高弹性橡胶的物理化学和材料力学性能，并对挤压扭转复合式弹性橡胶联轴器进行优化设计，为开展高性能、高可靠性传动机构的研发提供理论参考。本文的主要研究内容如下： ①通过研究弹性联轴器的简化力学模型，建立了弹性联轴器的扭转振动微分方程，并通过求解该微分方程得到弹性联轴器相对转角位移；对弹性联轴器在周期性载荷减振机理做了简单叙述；基于上述理论，并通过研究挤压扭转复合式弹性联轴器的工作原理、结构特征、橡胶与金属的粘结技术等，提出挤压扭转复合式弹性联轴器的创新型设计思路，并通过Solidworks三维软件对其进行优化设计与建模。 ②针对挤压扭转复合式弹性联轴器的关键零部件橡胶弹性体开展物化与力学性能实验研究，包括橡胶的配方设计、硫化剂和补强剂的选择、混炼、硫化和拉伸力学性能实验，，为后续的有限元分析提供了基础数据。 ③运用ABAQUS有限元软件对挤压扭转复合式弹性联轴器进行非线性动力学仿真分析，通过分析联轴器在在额定扭矩作用下的动态特性，包括应力和变形、扭转刚度以及接触应力的大小和变化特征，为高弹性联轴器设计与研究提供了理论基础。 ④根据两种模态分析方法的优缺点，分别建立了有限元自由模态和试验模态分析，得到了联轴器的固有频率和阵型，为后续的振动、噪声和结构控制实验提供了理论基础。
【关键词】：弹性联轴器 结构设计 有限元 橡胶材料 模态实验研究
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 弹性联轴器的发展与研究现状9-13
• 1.2.1 国内外弹性联轴器的发展9-11
• 1.2.2 橡胶材料在弹性联轴器上的研究现状11-12
• 1.2.3 弹性联轴器的研究现状12-13
• 1.3 本文研究的目的和主要内容13-16
• 1.3.1 研究目的13
• 1.3.2 研究内容13-16
• 2 挤压和扭转复合式弹性联轴器的工作原理及结构设计16-32
• 2.1 弹性联轴器的概述16-19
• 2.2 结构设计与工作原理19-26
• 2.2.1 设计方法19-21
• 2.2.2 弹性元件材料的选择21-22
• 2.2.3 弹性元件的设计和计算22-24
• 2.2.4 硅橡胶与金属的粘结24-26
• 2.3 三维模型的建立26-29
• 2.4 结构特点29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 弹性联轴器用改性硅橡胶制备和力学性能试验研究32-50
• 3.1 试验方法32-37
• 3.1.1 硅橡胶的配方设计32-33
• 3.1.2 联轴器用橡胶材料的基本成分33-35
• 3.1.4 主要仪器设备35-37
• 3.2 试验内容37-46
• 3.2.1 硅橡胶的混炼37-40
• 3.2.2 硅橡胶的硫化40-41
• 3.2.3 改性硅橡胶材料拉伸力学试验研究41-46
• 3.3 橡胶材料参数的确定46-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 挤压和扭转复合式弹性联轴器显式动力学仿真分析50-60
• 4.1 有限元模型的建立50-52
• 4.2 挤压和扭转复合式弹性联轴器扭转-接触分析52-58
• 4.2.1 应力结果分析52-54
• 4.2.2 刚度仿真结果54
• 4.2.3 挤压和扭转复合式弹性联轴器的接触分析54-58
• 4.3 本章小结58-60
• 5 挤压和扭转复合式弹性联轴器模态分析及试验研究60-76
• 5.1 模态分析概述60-62
• 5.1.1 模态分析基本理论60-61
• 5.1.2 模态分析方法61-62
• 5.2 有限元模态分析62-66
• 5.2.1 自由模态分析介绍62-63
• 5.2.2 有限元模型的建立63-64
• 5.2.3 有限元结果分析64-66
• 5.3 试验模态分析66-74
• 5.3.1 试验仪器67-68
• 5.3.2 模态试验及分析过程68-74
• 5.4 本章小结74-76
• 6 结论与展望76-78
• 6.1 论文总结76-77
• 6.2 论文展望77-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-84
• 附录84
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文84

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