金属挠性膜片联轴器的动静复合应力分析

由于轴线间的角向不对中,联轴器旋转时膜片内将产生交变应力,引起疲劳问题.以工程中常见的束腰型膜片联轴器为例,利用有限元软件ANSYS建模,将瞬态动力学方法引入膜片联轴器承受复杂载荷时的应力分析,以模拟其"旋转"状态,研究了转速对于膜片动静复合应力的影响,尤其是对于应力幅的影响,为膜片应力分析提供了一种更为科学的方法.     

角向不对中可调速盘式异步磁力联轴器的转矩特性分析

为研究可调速盘式异步磁力联轴器处于角向不对中工况下的输出转矩特性,首先对该联轴器角向不对中的运动机理进行了理论分析,然后利用Ansoft有限元软件对可调速盘式异步磁力联轴器在不同角向不对中量下的运行状态进行三维模拟分析,得到了其磁感应强度分布云图和输出转矩曲线及其对比表,最后进行了误差分析。研究结果表明:随着角向不对中量的增加,可调速盘式异步磁力联轴器的输出转矩出现了先减小后增大的趋势;当角向不对中量达到2°时,联轴器的输出转矩依然能够保持较高的精度和效率。分析结果对可调速盘式异步磁力联轴器以及其它磁力联轴器的安装调试及工作性能研究具有很好地指导意义。     

束腰型膜片联轴器刚度阻尼仿真与试验分析

膜片联轴器的刚度、阻尼特性是分析含膜片联轴器传动系统振动特性的基础。基于Ansys有限元仿真软件,考虑接触非线性及大变形效应,仿真分析了膜片联轴器扭转、轴向、角向和径向静刚度特性以及扭转和轴向动力学特性;分析了膜片螺栓孔分布圆直径、螺栓孔径、膜片最小宽度和膜片厚度等膜片结构参数对静刚度的影响;进行静态、动态扭转和轴向拉伸试验,验证了仿真结果的正确性。结果表明,膜片螺栓孔分布圆直径与膜片厚度对膜片各向刚度影响较大,可通过类椭圆函数建立膜片联轴器动力学模型,求解获得膜片振动1周期内非线性刚度及等效阻尼系数变化。     

轴不对中对叠片联轴器膜片应力的影响

强调对叠片联轴器膜片应力进行分析的必要性,并应用Ｖｉｚｉｃａｄ有限元程序对某种型号的膜片组进行强度计算,给出在不同转矩和不同角不对中情况下的计算结果,并着重分析比较了这两种因素变化对膜片应力大小的影响及其影响程度,其结果对膜片组设计上参考价值。     

轴不对中对链板式叠片联轴器膜片应力的影响

对链板式叠片联轴器膜片应力进行了深入的讨论 ,得出在转矩和角不对中作用下的计算模型 ,并着重分析比较传递不同的功率、两轴线间产生不同的角不对中对膜片应力的影响及其影响程度。本文计算结果对设计新型的叠片联轴器有一定的参考价值     

膜片联轴器优化设计方法研究

从基于有限元结构分析的膜片联轴器优化设计两种方法对膜片联轴器优化设计方法进行了分析,得出了膜片联轴器最佳的优化设计方法。基于ANSYS/Workbench平台的优化设计模块用来对挠性膜片联轴器进行优化设计,可以最快速度获得多个设计参数的最优组合,从而得到某一工况下的膜片联轴器最佳结构设计。     

膜片联轴器失效故障树分析

膜片联轴器中的膜片属于关键件,其材料要求具有高强度、耐疲劳性、耐热性和耐腐蚀性。在一些苛刻工况下膜片联轴器会失效甚至报废,主要失效原因为膜片损坏扭断、安装错误和螺栓损坏扭曲。故障树分析法作为工程系统可靠性分析与评价的有效方法,为膜片联轴器失效分析提供了一种有效的手段。通过对膜片联轴器故障树的定性、定量分析,指出了膜片损坏是导致该类联轴器失效的最主要原因,螺栓损坏和挠曲是影响膜片联轴器可靠性的主要因素。最后提出了延长膜片联轴器工作寿命的有效措施。     

大型膜片橡胶块联轴器的静刚度研究

利用有限元软件ABAQUS建立大型膜片橡胶块联轴器的有限元模型,对其进行静态刚度仿真分析,计算出了膜片橡胶块联轴器的静态扭转刚度、径向及轴向刚度。最后,通过建立联轴器刚度计算模型,提出了联轴器中橡胶块部件和膜片组部件对联轴器径向和轴向刚度贡献量的计算方法,为联轴器的进一步设计研究提供了指导意义。     

综合工况下关节叠片联轴器的接触有限元分析

为研究叠片联轴器挠性元件的应力特性,建立叠片组的接触有限元模型,得到了综合载荷下的应力云图。利用有限元分析软件Ansys,建立叠片组的几何模型,在膜片间添加接触对,并给出了不同载荷的施加方法。分析了片数变化对叠片组应力的影响,得出从四层到九层膜片的叠片组的最大等效应力和最大接触应力的分布曲线。分别研究了在综合载荷作用下转矩、轴向位移和角向位移等单一载荷的变化对叠片组的应力影响情况,得到叠片组中每层膜片的最大等效应力和膜片间最大接触应力分布曲线。研究表明,在各种载荷作用中,角向位移的变化对叠片组应力的影响最大,且综合工况下叠片组的破坏首先发生在外侧膜片垫圈周围。有关节轴承的叠片联轴器相对于普通的叠片联轴器,有更强的角向补偿的能力,关节轴承的存在提高了叠片联轴器承受载荷的能力和叠片组的使用效率。     

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。     

转子-滑动轴承系统不对中-碰摩耦合故障分析

针对滑动轴承支撑下的转子系统发生不对中故障进而引起不对中-碰摩耦合故障的诊断问题,基于非线性有限元法,应用短轴承油膜力、等效不对中力矩及Hertz接触理论建立双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统动力学模型,并通过增广的拉格朗日方法来处理接触约束条件,以保证转盘和机匣相互接触时满足边界渗透深度在规定的容差范围内。同时,结合试验研究分析了在不同转速条件时,滑动轴承支撑下的耦合故障转子系统的相关动力学特性。研究表明碰摩故障在耦合故障中处于主导地位,不对中故障主要会激发高倍频谱处于从属地位;并且随着转速的提高,系统频率成分以高倍频为主,逐步由拟周期运动进入混沌运动状态,同时由于不对中力矩与碰摩力的作用,油膜失稳现象局部被抑制,一、二阶油膜振荡现象均滞后显现。研究结果可为滑动轴承支撑下耦合故障转子系统故障诊断提供依据。     

双盘转子轴承系统不对中-碰摩耦合故障分析

针对由于轴承不对中而引起不对中-碰摩耦合故障的转子-轴承系统,建立了考虑电机联轴器影响的双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统力学模型和有限元模型。基于非线性有限元方法,使用等效不对中力矩及接触理论研究了碰摩刚度和不对中角度两个重要参数对系统动力学特性的影响。通过对在不同碰摩刚度及不对中角度时系统动力学特性的研究分析,发现不对中-碰摩耦合故障常常以碰摩故障特征为主,并且二倍频出现较早及其峰值会急速增大,这一特性可以作为诊断不对中-碰摩耦合故障的一个依据。     

Importance of pin geometry on pin-on-plate wear testing of hard-on-hard bearing materials for artificial hip joints

The contact mechanics between the pin and the plate used in simple wear screening tests were investigated in this study. Both soft-on-hard, such as ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE)-on-metal or UHMWPE-on-ceramic, and hard-on-hard, such as metal-on-metal, bearing couples were considered. The effect of the pin geometry and the misalignment between the pin and the plate were investigated on the predicted contact pressure distribution at the bearing surfaces using the finite element method. It was demonstrated that in the case of soft-on-hard bearing couples, neither the geometrical discontinuity of the pin surface nor the misalignment could cause a significant increase in the contact stress. However, for hard-on-hard combinations, even with a very small misalignment of 0.5 degrees between the pin and the plate, the geometrical discontinuity could lead to a more than tenfold increase in the predicted contact stress. This elevated contact stress may lead to a large scatter in the wear data and, even more importantly, structural damage of the bearing surfaces.     

蹄-鼓式制动器热弹性耦合有限元分析

首先探讨蹄—鼓式汽车制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性动力学问题及其分析方法,包括摩擦生热模型、多物理场中的弹性体有限元模型、接触问题模型的建立方法以及相应的数值分析方法。然后,利用有限元分析软件ADI-NA建立一种新型蹄—鼓式制动器热弹性耦合动力学分析的三维有限元模型,确定对模型求解的位移边界条件和热边界条件,设定材料物性参数、加载过程及模拟工况,探讨进行制动器热弹性耦合有限元分析的过程,通过仿真计算得到制动器工作过程中摩擦副间接触力分布、制动鼓瞬态温度场、应力场、变形场等重要信息。     

重载RV减速器的摆线针轮疲劳寿命预测

以某型重载RV减速器中的摆线针轮为研究对象,利用有限元分析软件建立轮齿接触等效模型,得到了摆线轮齿面的接触应力分布并分析了其最大接触应力区,基于刚柔耦合动力学建模,得到了最大接触应力区的应力-时间历程。采用疲劳累计损伤理论,基于疲劳寿命专用仿真软件,以有限元结果和载荷谱为输入,分析了摆线针轮在相应外部循环载荷作用下的最终寿命,研究结果表明：摆线轮最大应力部位和危险部位在分度圆附近且靠近端面,最大应力为817 MPa,疲劳寿命为106.673次,等效寿命为5 233 h,为摆线轮的抗疲劳优化设计提供了参考价值。     

齿式联轴节不对中转子的动力学响应分析

齿式联轴节不对中是极为常见的现场故障,危害极大。为了有效地认识其故障物理机理和动力学特性,建立一种针对齿式联轴节不对中故障的转子—轴承系统的有限元分析模型,考虑在两种状态(平行不对中和角度不对中)下联轴器所受的力和力矩,并建立其动力学方程,通过双跨转子不对中的动力学分析和仿真研究,得出不对中量和稳态响应特性之间的量化关系。同时对2倍频相位的分析表明:在平行不对中状态下,联轴器两端相位相同,而角度不对中状态下两端相位差约为180°。该特征可作为不对中故障识别的重要参考。     

双圆弧齿轮的有限元综合分析方法

介绍并推导双圆弧齿轮在安装误差影响下接触迹间载荷分配的计算公式和方法。采用有限元软件ANSYS的内嵌语言编制相应的计算程序,实现双圆弧齿轮接触计算有限元模型的自动生成。利用自由度耦合方法实现轮出的真实转动。计算特定工况下接触应力和弯曲应力的分布,通过比较验证文中计算方法的可行性。     

Multi-scale simulation method with coupled finite/discrete element model and its application

The existing research on continuous structure is usually analyzed with finite element method (FEM) and granular medium with discrete element method (DEM), but there are few researches on the coupling interaction between continuous structure and discrete medium. To the issue of this coupling interaction, a multi-scale simulation method with coupled finite/discrete element model is put forward, in their respective domains of discrete and finite elements, the nodes follow force law and motion law of their own method, and on the their interaction interface, the touch type between discrete and finite elements is distinguished as two types: full touch and partial touch, the interaction force between them is calculated with linear elastic model. For full touch, the contact force is proportional to the overlap distance between discrete element and finite element patch. For partial touch, first the finite element patch is extended on all sides indefinitely to be a complete plane, the full contact force can be obtained with the touch type between discrete element and plane being viewed as full touch, then the full overlap area between them and the actual overlap area between discrete element and finite element patch are computed, the actual contact force is obtained by scaling the full contact force with a factor which is determined by the ratio of the actual overlap area to the full overlap area. The contact force is equivalent to the finite element nodes and the force and displacement on the nodes can be computed, so the ideal simulation results can be got. This method has been used to simulate the cutter disk of the earth pressure balance shield machine (EPBSM) made in North Heavy Industry (NHI) with its excavation diameter of 6.28 m cutting and digging the sandy clay layer. The simulation results show that as the gradual increase of excavating depth of the cutter head, the maximum stress occurs at the roots of cutters on the cutter head, while for the soil, the largest stress is distributed at the region which directl