新一代弹性联轴器静力学分析.pdf

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1、Academic蝻一虹群一{蚌踊溷归圆墨墨墨墨摘要：弹性联轴器是重要的传动系统部件，具有传递力矩，缓冲振动的功能是未来混合动力系统不可缺少的零部件由于形式的多样化弹性联轴器的弹性零件，以及整体结构相对复杂。本文研究的新一代弹性联轴器，具有体积小，结构简单的特点。通过有限元分析以及实验测试．得到了新一代弹性联轴器的静力学研究结果证明该弹性联轴器设计比较合理。1．引言式中：对平面问题是指单元的面积，对空况下的刚强度，可假设从动盘静止，固定不动。新一代弹性联轴器与传统弹性联轴器相比，间问题则表示单元的体积。如图2所示

2、，在从动盘底部定义constraints，具有更加简单的结构，更低的制造成本以及优(4)按离散情况集成所有单元的特性，建并且固定6个自由度。在主动盘中轴线上建立异的缓冲，减震，传递力矩的功效。但因为该立表示整个结构结点平衡的方程组，对各单元rbe2单元，固联同⋯方向的花键的内表面，然弹性联轴器的动力学方程具有一定的非线性，仅在结点相互连接的单元集合体用虚位移原理后在rbe2单元节点上加载moments。日前很难用理论公式准确计算出它的可靠结果，或最小势能原理进行推导，可以建立起表示整而有限元法是一种高校的计算方

3、法，并具备个结构结点平衡的方程组面积整体刚度方程：很高的准确度。本文将有限元仿真与实验验证KA=+：P(5)结合起来，是目前呵靠的静力学分析方法。式中：K为整体刚度矩阵。P为整体综合结2．有限元理论点载荷矩阵(它包含直接结点载荷dP和等效结有限元的分析计算的思路和过程如下“：点载荷EI】两部分)，A为结构整体结点位移矩2．1结构离散化阵。将原来连续的单元体假想地分割成为一个2．3在计算出各单元的节点位移后，由离散的结构，这一‘离散化的结构由有限多个形E=BdE和5=Da即可求出相应的节点应力。状简单的构件组成，

4、相邻单元在节点处连接在3．模型建立一起，因此有限元法的计算模型实际上是一个新一代弹性联轴器如1所示，动力从输仪在节点处连接，仪靠节点传力的有限个单元入法兰盘进入，进过螺旋弹簧传递后，到达输的集合体。出法兰盘并传递给F一级。在Caita中建立三2．2单元分析维模型后，导入Hypermesh中建立联轴器的网确定了单元位移模式后，就可以对单元作格模型，由于新一代联轴器是由主动盘、从动盘、如下三个方面的1：作：钢丝弹簧组成，且形状复杂，各部分厚度不一。(1)利用几何方程将单元中任意一点的应划分网格时，对零件进行了相应的

5、简化如下：变用待定的单元结点位移来表示，即建立如下①忽略r花键轴孔的影响，将输出轴花键孔改的矩阵方程：为直孔。②忽略了倒圆角对整体结构的影响，2约束和转1j：=}定￡=B(1)简化了零件中倒角、圆角。③忽略连接件螺钉、主、从动盘选用锻钢：钢丝弹簧选用优质式中：B为变形矩阵(也可称为应变矩阵)，螺孔的影响，去除了螺钥、螺孔等零部件弹簧钢，其材料属性参数如下表1所示。一般其元素也是坐标的函数。为了获取更加精确—的计算结果，本文选用表1材料属性参数图(2)利用物理，J程推导出用单元结点位移八节点六面体(hex8)来进

6、行网格划分，因为弹性模瑷泊松屈服极密度强度极表示的单元中任意‘点应力的矩阵方程：在相同的计算量的情况下，选用小单元尺寸八(Gpa)比限(Mpa)(ton／mm)限(MPa)g=De=BD~=＆(2)1芎点六面体网格单元比高阶单元的“性价比”高。弹式中：D为由元材料弹性常数所确定的弹簧2100．297857．85e9980性矩阵，S=DB称为应力矩阵。铡(3)利用虚位移原理或最小势能原理变分锻2060钢．303557．89e9600原理建立单元刚度方程式中F为单元结点力矩4．静力学分析结果阵：=4．1弹性联轴器刚

7、度评价准则F+F：03弹性联轴器的材料主要为高强度钢板，其式中：为单元结点力矩阵，为作用在该单结构的失效形式为塑性屈服，此采用第四强元上的外荷载转换成的、作用于单元结点上的度理论(形状改变能密度理论)对其进行von单元等效荷载矩阵；由虚位移原理或最小势能III-．．-一-I-．．．原理推导所得，是将单元结点位移和单元结点力、单元等效结点荷载联系起来的联系矩阵，l1联辅撩懈艇=(6)将上式右边除以安全系数得到材料的许称为单元刚度矩阵，其计算公式一般为该模型共计结点总数：657036个，单元总用应力[踟，于是按照第

8、四强度理论所建立的强k=J。D口dn(4)数：552024个。为了分析弹性联轴器在极限工中国机械MachineChina203Academic度条件为：是0．O17mm，几乎可以忽略不计，证明从动盘的rad。非常接近。、H一)+(一)+(毛一)】【(7)设计时合理的；钢丝弹簧的最大位移是0．7mm，附录2：静扭曲线霸式中，，，分别是构件的危险点处的也在理想值的范围内，从而说明了整体结构