利用柔度系数法分析半挠性联轴器

利用柔度系数法分析半挠性联轴器

联轴器是用来连接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在汽轮发电机组中，联轴器将各个转子互相连接成一根轴系并传递扭矩、轴向力和转子热膨胀位移等。各个转子通过联轴器连接，形成一条平滑的曲线。常用的汽轮机联轴器形式有刚性联轴器、半挠性联轴器和齿式联轴器。 

半挠性联轴器通常由两半联轴器和一个波纹节组成，两半联轴器结构和刚性联轴器基本相同，可以按照刚性联轴器的建模方法进行轴系模化但二者中间的波纹节则由于结构的原因导致其刚度与一般标准模型有较大差异，如何正确模化波纹节则直接决定了半挠性联轴器等效模化的成功与否。分析以上计算结果，对于柔度系数法，其截面弯曲刚度计算误差来源主要有两部分  

<因为半波形结构的柔度系数计算公式为近似等效公式，该公式并不能地反映半波形结构的柔度值，导致其刚度计算值与实际结构的刚度值有误差。  

 (2)柔度系数法运用了刚度叠加公式见式9)来计算串联三部分的总刚度，但该计算公式仅适用于简单的单自由度弹簧质量系统的串联叠加，对于该复杂的波纹节结构，其刚度叠加公式会产生较大的误差。   

对于应变能法以及其验证方法，因为运用了有限元计算，在建模尺寸与实体尺寸一致的情况下，其弯曲刚度与扭转刚度计算结果的误差主要来源于模型材料性能参数的设置误差以及计算方法的误差。经过的发展，应变能法己经是非常成熟的计算方法，而且其与悬臂梁结构有限元计算结果相互验证，因此该方法的计算结果较柔度系数法拥有高的精度，也加符合该波纹节实际截面的刚度值。    

 (1)文章介绍了轴系动力学计算过程中常用的三种模化方法常规法、角度法、应变能法，

 (2)利用柔度系数法计算了135MW机组半挠性联轴器波纹节的弯曲刚度及其等效模型。     

利用ANSYS有限元分析软件运用应变能法计算了135MW机组半挠性联轴器波纹节的抗弯刚度与抗扭刚度，并通过弯曲刚度与扭转刚度的定义运用有限元分析验证了应变能法计算的弯曲刚度值与扭转刚度值加符合实际模型。   

(4)将公司135MW机组半挠性联轴器的波纹节分别等效模化为规则的弯曲刚度等效模型与扭转刚度等效模型，为利用传递矩阵法计算轴系弯曲振动模态与扭振振动模态提供了的等效模型。nbsp;    

(5)计算结果验证了半挠性联轴器的波纹节大地降低了该轴段的抗弯刚度，吸收了两根转子之间传递的弯矩，减弱了两根转子之间弯曲振动的相互干扰。  

 (6)计算结果验证了半挠性联轴器的波纹节对该联轴器的抗扭刚度并没有太大的影响