膜片有限元分析方案制定

膜片有限元分析方案制定

    膜片是由许多很薄的不锈钢骨片组成，缝隙中填充了树脂，以增加阻尼和减少骨片振动。因为膜片在工作状态受到弯扭作用时，膜片中树脂不分担载荷密度，只有膜片中的骨片承受载荷，同时组成膜片的各骨片所受载荷基本一致。所以，这里取骨片作为分析对象。由于骨片很薄，，考虑到计算精度和计算效率等因素，这里选用薄壳单元

    用Ansys软件作为有限元分析工具，考虑到Ansys软件中建模的效率不是很高，在此，用UG软件来建四孔和六孔的骨片模型，然后导入软件中。模型需要分析的四孔和六孔两种类型的骨片，由于约束与载荷比较复杂，在对膜片进行有限元分析时，关键的是约束和载荷的合理处理，决定着计算结果的性。

    对于约束的处理，在划分好网格以后，在膜片内部孔边缘上下两侧各选取一个x坐标为零的结点〔Y轴上的结点)，在上侧结点施加二和Y方向位移为零的约束，在下侧结点施加x方向位移为零的位移约束。

    在实际工况中，因为装配的关系，膜片不是在一个平面内转动，在膜片两侧传动轴的轴线有偏差时，在膜片螺拴孔边缘将发生垂直膜片的位移。所以在分析的时候需要在孔所在的圆上加的位移约束。对各骨片，取一侧中某个孔为基准，另一侧孔相对其偏差10。具体加载可根据孔与基准孔的相对距离和偏差的度数在应力环上加载约束。对于四孔，两孔轴向偏移量均为R.对于六孔，基准孔两边的孔轴向偏移量可以根据公式(1)计算得

到，另一孔偏移量为 式中:Z-一轴向偏移量;R一小孔所在圆心到圆圆心的距离。

    因装配时，孔边有1 mm厚的加紧套，垂直方向的位移将作用在径向lmm的环面内。具体施加方法如下。

    (1)建立模型时，孔边的环面独立建立。膜片形状的面由多个部分组成。

    (2)各个区域分别划分网格，保持在相邻边界上结点尽可能重合。

    (3)采用结点合并的方法，使各个区域在相邻边界上共享结点，这样各个独立区域合并成了一个整体。

    (4)在环面上施加位移约束