 膜片联轴器研究理论
随着科学技术的不断发展，风力发电技术在世界上得到了飞快的发展，越来越多的兆瓦级大型风力发电机组相继建成并投入运行，风电市场前景异常广阔。膜片联轴器是风力发电机组中的重要部件，而金属膜片是膜片联轴器的关键部件，通过它来传递转矩和运动，其设计的好坏将直接影响到整个机组的正常运行和使用寿命，因此有必要在设计阶段对膜片联轴器进行振动分析和疲劳计算，为联轴器的可靠性设计提供依据。本文课题研究就是在这样的背景下，应某企业的需求，对风力发电机组的膜片联轴器进行振动分析和疲劳计算。
本文主要进行了以下研究：
①基于多体动力学理论，利用虚拟仿真软件ADAMS建立了膜片联轴器多刚体虚拟样机。同时在多刚体模型的基础上对膜片进行柔性化处理，建立联轴器的刚柔耦合模型，得到了膜片的动力学响应。
②根据刚柔耦合分析得到的膜片应力—时间历程，结合疲劳分析软件FATIGUE进行膜片的疲劳分析，得到了膜片的疲劳损伤以及疲劳寿命。
③基于振动理论，结合有限元分析软件PATRAN/NASTRAN，建立了膜片联轴器整机的有限元模型，通过模态分析，求出联轴器前10阶振型与固有频率，进而计算出联轴器的前五阶临界转速，将其工作转速与之进行了比较，验证是否会发生共振。
因此，本论文对膜片联轴器的分析和自主设计提供科学可靠的依据，对企业解决联轴器振动和寿命的问题具有重要的理论意义和工程实用价值，对企业在设计过程中减少设计缺陷，缩短开发周期，降低生产成本，快速响应用户的需求和市场的变化，提高企业的竞争力，具有重要的理论意义和实用价值。
本文根据多体动力学和有限元的基本理论，建立了风力发电机承载部件——膜片联轴器刚柔耦合模型以及整体系统有限元模型。论文计算了在膜片联轴器设计分析计算时应考虑的一些问题：振动模态、疲劳分析，主要完成了 以下几个方面的工作：
①介绍了虚拟样机技术特点、内容及应用。详细介绍了多刚体动力学理论以及多柔体动力学理论，并结合多体动力学仿真软件ADAMS对多刚体模型和刚柔耦合模型的建模理论计算做了介绍。
②根据某企业所提供的膜片联轴器零部件图纸，利用三维建模软件UG建立了膜片联轴器三维实体模型。基于虚拟样机技术及多体动力学仿真软件ADAMS建立了膜片联轴器多刚体系统虚拟样机。
③对膜片进行了柔性化处理，建立了膜片联轴器刚柔耦合模型，进行动力学仿真分析，考察了联轴器的工作性能，得到了膜片的动力学响应。
④根据刚柔偶合分析得到的应力—时间历程计算结果，基于疲劳分析软件FATIGUE进行了膜片的疲劳分析，得到了膜片疲劳损伤区域以及疲劳寿命。分析表明膜片在使用周期内不会发生疲劳破坏。
⑤基于有限元分析软件PATRAN/NASTRAN，建立了膜片联轴器整体有限元模型，并对其进行模态分析，与试验模态分析对比，验证了有限元模型的正确性。计算结果也表明联轴器在工作转速范围内不会发生共振。
泊头市友盛联轴器有限公司专业制造生产鼓型齿式联轴器，弹性柱销联轴器，星型联轴器，梅花联轴器，膜片联轴器，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
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