金质物回环膜体联轴器情态化受力的运算

力学模型简化模型简化图取一膜片的1/4，如所示，进行应力分析计算。在取出的1/4膜片边缘截面上采用固定约束处理；中间螺栓孔处根据不同工况分别固定径向位移和根据工作参数给定轴向位移；小孔边缘采用刚性域（加固）处理。膜片内外环边自由。
　　具体计算工况可分为4种情况：（1）扭矩产生的薄膜应力一侧扭矩T产生的力平均分布在4个间隔的螺栓孔上P=T/4/r，在所取的1/4膜片上，该力沿周向作用于中间螺栓孔一侧中部。固定径向位移和轴向位移。
　　（2）离心惯性力产生的离心应力高转速机械的离心惯性力在结构的应力计算中十分重要，其离心惯性力可以按径向单位体力f=（2Pn/60）2rQ加载，方向沿径向向外，公式中n为转速，r为半径，Q为密度。固定中间螺栓1孔的径向位移、周向位移和轴向位移，周边无其它载荷作用。
　　（3）轴向安装误差引起的弯曲应力由于在轴线方向的安装实际误差，使膜片沿轴线方向发生弯曲变形。该位移加载在中间螺栓孔处的轴线方向，径向位移和轴向位移固定。
　　31/4膜片的有限元模型根据简化的力学模型，在ANSYS软件中建立实体模型。采用壳单元SHELL63进行有限元网格划分，生成有限元模型。由于膜片实际工作时在螺栓孔周边与法兰相连而得到加固，因此采用刚性域处理，周边小范围内厚度加大。边界条件和载荷按简化的力学模型给出。
　　ANSYS自动生成的有限元模型结点数为592，单元数为516，在螺栓孔附近应力梯度较大，所以节点较密、单元较小。而远离螺栓孔的地方，应力变化较缓，所以节点较疏，单元较大。有限元网格的划分情况和节点编码如3所示。
　　实例应力分析技术参数（1）单个膜片的结构尺寸如所示。（2）膜片数量17片。（3）工作参数：功率P=400kW；转速n=2960r/min.（4）允许安装误差，允许的偏转角[A]=2b；允许轴向位移[X]=2.8.（5）材料为：1Cr18Ni9.
　　影响膜片寿命的因素及提高措施决定结构寿命的影响因素主要有动态应力幅和静态平均应力2个方面，影响较大的为应力幅数值。应力幅是指动态应力角向位移引起的弯曲应力幅，平均应力是指3种静态应力（薄膜应力、离心应力、轴向偏差应力）的组合应力。实际工作中转速和转矩的变化、安装误差的调整等均对实际寿命产生明显影响。