1膜盤型面設計及應力分析研究現狀

早期使用的聯軸器是等厚度膜盤，隨著各類機組的發展及工藝能力的提高，膜盤型面發展成錐形，后來又逐漸發展到雙曲線形。用三坐標測量儀測量了其型面坐標，對于兩個難確定的型面曲線，采用三次樣條插值法和TECPLOT軟件進行了數據分析，之后用樣條函數擬合出該型面的曲線方程。針對在高轉速、高扭矩的膜盤聯軸器，根據膜盤等強度近似理論推導出膜盤厚度沿半徑方向的函數表達式，進行了理論驗證。建立膜盤聯軸器動靜復合應力的分析方法，在此基礎上按疲勞分析理論中的局部應力應變法和名義應力法建立膜盤聯軸器的壽命分析方法，分別討論載荷和材料對膜盤壽命的影響，得出各典型型面所適用的工況。膜盤的型面設計常常與膜盤應力分析是分不開的。對于膜盤應力，也有很多學者進行了不同方面的研究，如東南大學的郭小明等對特定的兩種材料的膜盤聯軸器進行了多種工況下的有限元計算及性能測試，并進行了優化設計。南京航空航天大學的朱可柯等分別對膜盤聯軸器非對稱彎曲和純扭轉兩種狀態，通過合理的假設，提出一種新的解析解法。等采用張量分析和能量變分法，在假設的基礎上對軸向對稱載荷作用下的膜盤聯軸器的軸向剛度進行了研究。岳彭等針對直線、錐形及雙曲線3種型面的膜盤，利用ANSYS軟件分析型線內、外半徑比值，型線薄點厚度等參數對膜盤危險區域的影響。對于膜盤的型面，雙曲線型面由于其優良的性能是目前運用較多的，然而針對特定場合的膜盤尺寸，因此本文在膜盤型面上的研究也是基于雙曲線型面而展開。對于膜盤應力的分析，大部分學者采用有限元法，借助于當前功能有限元分析軟件，可以使應力計算達到很高的求解精度。

2膜盤保護及機械冗余設計研究現狀

在膜盤聯軸器一般結構中，通常由護板對膜盤型面進行保護，并在膜盤過載破損時防止中間件飛出。冗余設計在電氣方面的應用較為廣泛，而在機械結構方面相對較少，其中具有代表性的是齒輪傳動裝置的余度設計，如鄭州機械研究所的陸軍對一臺雙余度小模數齒輪減速器進行了設計與分析。冗余其實是一個很寬泛的技術概念，其原始概念是指重復配置系統的一些部件，一旦系統發生故障，冗余配置的部件開始介入并承擔故障部件的工作，由此減少系統的故障時間，通俗的說，就是為了重要系統設備不停止運行

而采取的一些技術措施。冗余技術分為工作冗余和非工作冗余（備用冗余）兩類。工作冗余是一種兩個或以上的單元并行工作的并聯模型，平時由各處單元平均負擔工作，因此工作能力有冗余。非工作冗余是指平時只需一個單元工作，另一個單元是冗余的，用于待機備用，冗余結構在整個膜盤聯軸器中就屬于非工作冗余。冗余技術可提高系統或設備的任務，因此只有在采用元器件和采用簡化設計、降額設計等方法都無法滿足系統或設備要求，或改進元器件所需費用比系統或設備采用冗余技術的費用，或當基礎元器件的速度趕不上新裝備、新設備的發展速度時才成為可供采用的方法