某膜盘联轴器改进前后力学特性分析与结构优化

摘要

膜盘式挠性联轴器在航空事业中应用越来越广泛。它作为飞机附件和发动机附件间功率传递的关键部件，其安全性影响着整个发动机乃至飞机正常运行和安全性。开展膜盘式联轴器设计技术研究与开发，对提高我国航空工业自主研发具有重要理论与工程应用价值。本文针对某型膜盘联轴器改进前后的结构开展相关静力学及动力学研究分析，论文主要研究内容及成果如下：
　　（1）利用有限元软件ANSYS，分析了改进前后膜盘联轴器的在自由状态以及模拟实际安装条件下的固有频率和模态振型，结果表明：改进后的膜盘联轴器的固有频率有所提高，改进设计增加的关节轴承可以提高膜盘联轴器结构的刚性及系统固有频率。
　　（2）计算了膜盘联轴器改进前后的传动轴系的临界转速，分析了改进前后传动轴系临界转速特性及支承刚度对临界转速的灵敏度。研究表明：改进后的膜盘联轴器提高了传动轴系的临界转速，增加了临界转速裕度，关节轴承使得传动轴系临界转速对支承刚度的灵敏度提高；改进后的膜盘联轴器的动力特性优于改进前的膜盘联轴器动力特性。
　　（3）计算分析了改进前后膜盘联轴器在多种载荷下的静力学特性，结果表明：改进后膜盘联轴器在多种复杂综合载荷工况下，静力学性能优于改进前膜盘联轴器，更加适合实际工程应用。
　　（4）根据改进前膜盘联轴器的不完整疲劳试验载荷谱，分析了改进前膜盘联轴器满足使用试验要求的轴向载荷范围；并根据该载荷谱，对改进后膜盘联轴器寿命进行了分析。
　　（5）采用遗传算法结合有限元法开展了改进后膜盘联轴器关节轴承磨损的优化设计，得到在满足动力学和静力学的要求下，关节轴承磨损降低了7.97%。
　　论文研究结果，为某型膜盘式挠性联轴器在发动机与飞机附件传动中的应用提供了理论依据和参考。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要内容

第二章 膜盘联轴器振动模态分析

2.1 引言

2.2 模态分析基本理论

2.3 模型基本参数

2.4 有限元模型的建立

2.5 两型膜盘联轴器模态计算分析

2.6 本章小结

第三章 膜盘联轴器对传动轴系临界转速影响分析

3.1 引言

3.2 临界转速基本理论

3.3 有限元模型的建立

3.4 两型膜盘联轴器传动轴系临界转速计算分析

3.5本章小结

第四章 膜盘联轴器静强度分析

4.1 引言

4.2 静强度分析基本理论

4.3 有限元模型建立

4.4 两型膜盘联轴器静力计算分析

4.5 本章小结

第五章 膜盘联轴器疲劳寿命分析

5.1 引言

5.2 疲劳寿命基本理论

5.3 两型膜盘联轴器寿命估算分析

5.4 本章小结

第六章 膜盘联轴器结构优化分析

6.1 引言

6.2 结构优化基本理论

6.3 优化模型建立

6.4 优化结果分析

6.5 优化后膜盘联轴器的振动特性分析

6.6 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 本文总结

7.2 工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文