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膜盘连轴器的结构分析

发布者:鑫程机械  发布日期:2018-03-23

膜盘连轴器的结构分析

3.1膜盘的实体分析模型

    膜盘具有轴对称形状,在建模时可以采用先建立一个30。的扇形,绕Y轴旋转一周实体模型,合并实体即完成实体建模,建立的膜盘实体模型见图40

3.2膜盘的有限元分析模型

    选择体单元类型为Solid 185,设定材料的弹性模量、泊松比、密度,取网格划分为Smart Size <10),对分析模型进行初步划分,并对局部单元网格进行细化,得

出的有限元分析模型膜盘应力分析

离心力作用下的膜盘应力

    在离心力作用下,所有小孔周边的位移以及内孔被固定,然后在惯性载荷即转动角速度时的应力分析,根据已知转速为8000r/min,把它转化成角速度,即I}1R-

27r X000/60,此时膜盘所受的外载荷只有绕Y轴的角速度

扭转传递引起膜盘上的应力

    膜盘联轴器通过膜盘(一片或多片,但本文为一片)上的12个螺栓将扭矩从一端传递到另一端,分析时内圆以及外圆12个小孔中的6个固定,这6个孔是第1,3,5,7,9,11。另外的6个小孔的左上方的1/4圆弧上加上载荷,已知功率P为5800kW

    综上三种情况的计算结果可以看出,轴向位移引起的弯曲应力,其次就是离心力引起的应力,山此可见轴向变形引起的弯曲应力要高于其它两种情况下的应力,而且这个应力是随着旋转而不断交替变化的交变应力,会引起膜盘的疲劳破坏,所以在连轴器的设计中,弯曲变形引起疲劳破坏是一个重要的考虑因素,应该在设计时尽量减少轴向变形,以延长膜盘的使用寿命。

膜盘模态分析

    模态分析主要用于决定结构的固有频率和振型,选择好分析类型后,设定提取5个模态,输出5个模态,使用子空间方法进行求解。求解之后可以下面的信息:

所建立的模型在所给定的约束条件下的模态的频率为2601.OHz,第五阶模态的频率是2722.9Hz。通常是观察其前儿阶固有频率和振型,山于膜盘的结构是对称的,所以会出现振型和频率相同但相位不同的情况。如下模态分析的固有频率和振型。

  膜盘在其固有频率下,形状的变化非常明显,在固有频率下的振幅,易导致零件发生毁坏造成严重故障,所以应尽量避免共振。

    所建立的膜盘联轴器是建立在离心力、扭转和联轴器轴向力作用下的应力分析及模态分析,分别对每种情况都做了详细的分析,该方法对分析膜盘在高速运动下的应力分布和模态具有很高的参考价值。


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