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动力传动轴和膜片联轴器的模态特性分析

发布者:鑫程机械  发布日期:2017-06-29

直升机动力传动轴和膜片联轴器的模态特性分析

利用ANSYS软件建立了直升机某型动力传动轴和膜片联轴器的有限元模型,计算了其固有频率和模态振型,分析了膜片厚度对传动轴和膜片联轴器固有频率和模态振型的影响,计算结果为动力传动轴和膜片联轴器的动态设计提供了理论参考。

直升机动力传动装置用于在发动机转子与旋翼间传递动力,多个动力传动轴通过膜片联轴器相联传递运动和动力,因此动力传动轴和膜片联轴器是关键零部件。在结构上,由于动力传动轴采用薄壁结构,负荷大、质量轻、转速高及工作环境中存在各种不同的激励力,因此是故障率较高的零件之一。在动力传动轴和膜片联轴器的各种故障中由于振动造成的故障占有较大比例,且其振动可能会引起发动机和传动系统振动,对系统正常工作影响很大。因此,动力传动轴和膜片联帅器的振动特性非常。

动力传动轴和膜片联轴器的整体结构相对于线对称,利用ANSYS软件构建动力传动轴和膜片联轴器的三维模型。根据传动的结构形式,把传动轴和膜片联轴器联接成一体,采用Solid45型单元划分网格生成有限元计算模型.

膜片厚度对动力传动轴和膜片联轴器静频特性的影响

静频模态特性是指动力传动轴和膜片联轴器在非旋转状态下的固有频率和振型。在动力传动轴和膜片联轴器固有频率和振型的计算中,根据传动的特点,把膜片联轴器的端面固定。为考察膜片厚度对固有频率的影响,分析了3种不同膜片厚度的动力传动轴和膜片联轴器的固有频率和振型。其主要参数为:膜片厚度分别为1. lmm, 1. 2mm和1. 3mm,空心轴的壁厚为1. 6mm,轴长为1 300mm,孔径为150mm。经计算3种规格的动力传动轴和膜片联轴器的前10阶固有频率。膜片厚度为1. lmm的传动轴和膜片联轴器的模态振型.动力传动轴和膜片联轴器的振动模态具有多种形式,有弯曲振动、轴向振动、周向波振动、弯曲一轴向振动和周向波一轴向波振动等。随着膜片厚度的改变,其对应阶次的固有振动频率将逐渐增大,且在3阶、4阶频率之间频率的幅值有较大的跳跃。有限元分析计算结果表明,膜片厚度的改变不影响其振动模态。

经过对动力传动轴和膜片联轴器的有限元建模与振动特性分析,可以得出下列结论:1)动力传动轴和膜片联轴器的振动形式很丰富,出现了轴向、弯曲、周向波、周向波+轴向波等振型。(2)传动轴壁厚的变化以及膜片厚度的变化都将引起动力传动轴和膜片联轴器系统固有频率的变化,传动轴壁厚的变化对固有频率的影响为复杂。


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