膜片联轴器多体接触有限元数值模拟

考虑膜片联轴器实际工作状态下的螺栓预紧力、离心力、扭矩等载荷工况，建立了膜片联轴器的整体模型，采用ANSYS软件对其进行接触有限元分析，得到综合位移和等效应力云图，以及膜片组的接触应力分布曲线。通过对存在轴向偏离、径向不对中、角向不对中等安装误差的多体接触有限元仿真及对比分析，得出各种安装误差对力学性能的影响规律。

    膜片联轴器可通过膜片弹性变形来补偿相对位移，允许所联两轴存在一定的轴向、角向和径向安装误差，且对传动系统有缓冲和减振作用，是一种高性能的挠性联轴器。膜片联轴器结构复杂，膜片损坏导致的联轴器失效将直接影响传动系统的正常工作，甚至造成安全事故。因此，有必要对膜片联轴器进行多体接触有限元分析。

    对于强度分析，国内外学者已开展了大量研究工作。徐启清采用材料力学法对膜片联轴器进行了应力分析;华军等基于薄板弯曲理论和有限元法建立六孔圆环形和束腰形膜片的计算模型，并进行应力分析.汝宇林等建立了简化的四分之一膜片有限元模型，计算了扭矩、离心力、轴向误差、角向误差引起的应力;张浩民、周新光等采用有限元法计算膜片联轴器静动态应力，得到膜片危险点处的应力 ; Duong计算了膜片联轴器的应力，得出膜片联轴器性能与其应力特性有密切关系. Do_bre建立了单张膜片的有限元模型，计算得出膜片的等效应力云图，并指出了膜片的应力危险区域. 上述文献往往只是对单张膜片建立简化模型，对于膜片联轴器整体接触有限元分析的相关研究鲜有报道。

    笔者考虑膜片联轴器的螺栓预紧力、离心力、扭矩等载荷，建立整体有限元模型，并对其进行接触有限元分析，研究轴向偏离、径向不对中、角向不对中等安装误差对膜片联轴器力学性能的影响规律。

2膜片联轴器的结构，膜片联轴器由膜片、法兰、调整环、联接环、中间轴、螺栓等组成，联轴器工作时转矩从主动法兰输人，经沿圆周间隔布置外圈螺栓组传递至金属膜片，由膜片通过内圈螺栓组传至中间轴，再经另一端膜片组传递至从动法兰盘输出。