挠性联轴器金属膜片强度刚度有限元分析

金属膜片强度、刚度有限元分析

    为了进一步了解TD挠性联轴器关键元件—金属膜片的受力状态及变形情况，采用有限元方法建立了金属膜片的仿真模型，并对各运用工况进行了分析。

    （1）扭矩引起的应力和变形

    扭矩863 N。时，应力21.7 MPa，变形量0.02 mm,螺栓处的反作用力为380 N。

    (2)轴向不对中偏差引起的应力和变形

    估计应力、应变值很小，未做计算。

    (3)窜动引起的应力和变形

    横向位移3. 7 m。时，应力393 MPa，变形量3. 7 mm,螺栓处的反作用力为394 N。应力和变形

    TD挠性联轴器具有的显著特点是允许转速高，无需润滑，减振好，噪声低，免维护。

    TD挠性联轴器工作时金属膜片受力比较复杂。驱动力矩使膜片产生拉压应力，三向变位补偿产生弯曲应力和高频循环疲劳应力。膜片材料的力学性能要求非同一般，需采用抗高频循环疲劳、耐锈蚀、的金属薄片材料。目前国内难以生产TD挠性联轴器，主要受到金属薄片材料关键技术的限制。根据分析结果和相关资料，金属膜片要求的抗拉强度应达到1200 MPa，同时其疲劳强度应在500-600 MPa，目前国内材料和热处理工艺难以实现。

    通过上述对比分析，结合2种联轴器在国内地铁车辆上的运用实际，可以得出如下结论:

    (1)在地铁车辆运用中，鼓形齿联轴器和TD挠性联轴器均能满足运营要求。从维护的角度看，TD挠性联轴器优于鼓形齿联轴器。

    (2 )TD挠性联轴器受材料和工艺因素制约暂时难以实现国内生产。本着性设计原则，采用应用技术较为成熟的鼓形齿联轴器仍是国内地铁车辆设计、运用中的。

    (3)对TD挠性联轴器进行前期和性试验是的。如果国内厂家能攻克TD挠性联轴器材料、工艺难关，推出成熟的产品，其在地铁车辆上的应用前景是广阔的。