膜片彈簧的力學性能分析.pdf

1、膜片彈簧是膜片彈簧離合器的關(guān)鍵零件，其設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣不僅直接影響離合器的使用性能和使用壽命，而且還影響離合器與整車的匹配。因此在設(shè)計膜片彈簧離合器時，精確計算膜片彈簧的負載特性是非常重要的。目前，膜片彈簧的設(shè)計仍普遍采用美國人J.O.Almen和Laszlo所提出的近似公式(簡稱A-L公式)，但工程人員在設(shè)計制造膜片彈簧的實踐中發(fā)現(xiàn)，根據(jù)A-L公式設(shè)計的膜片彈簧，在膜片彈簧試制后的試驗中，其大端載荷、升程等均不能完全符合設(shè)計要求，往往需

2、要修改膜片彈簧尺寸參數(shù)，再進行試驗。這樣，既延長了試制周期，又增加了成本。因此，有必要尋找一種更有效的計算方法。 本文以膜片彈簧為研究對象，首先介紹了傳統(tǒng)的A-L計算方法和膜片彈簧的基本特性。然后，采用有限元的方法對膜片彈簧進行力學性能的仿真分析研究。利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言APDL，建立膜片彈簧自由狀態(tài)下的三維參數(shù)化模型，大大簡化了復雜繁瑣的建模過程；通過適當?shù)姆椒?，對三維模型進行映射網(wǎng)格劃分，確定相應(yīng)的邊界奈件，建立起膜

3、片彈簧的有限元模型。模擬加載過程，計算得到膜片彈簧負載特性曲線，通過實驗結(jié)果的比較，驗證了有限元模型的正確性。 在膜片彈簧有限元分析的基礎(chǔ)上，建立膜片彈簧負載特性的數(shù)學回歸模型，對A-L公式系數(shù)進行了修正，提高了其計算的精度。通過對應(yīng)力分布的分析和膜片彈簧失效的特點，確定了其疲勞危險區(qū)域，利用材料的σ-N曲線，采用ANSYS疲勞分析模塊估算了膜片彈簧的疲勞壽命。最后，建立了膜片彈簧的優(yōu)化模型，對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，取得了較好的結(jié)果。