膜片彈簧的力學(xué)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(jì)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(jì)膜片彈簧離合器時(shí)，精確計(jì)算膜片彈簧的負(fù)載特性是非常重要的。目前，膜片彈簧的設(shè)計(jì)仍普遍采用美國(guó)人J.O.Almen和Laszlo所提出的近似公式(簡(jiǎn)稱A-L公式)，但工程人員在設(shè)計(jì)制造膜片彈簧的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，根據(jù)A-L公式設(shè)計(jì)的膜片彈簧，在膜片彈簧試制后的試驗(yàn)中，其大端載荷、升程等均不能完全符合設(shè)計(jì)要求，往往需

2、要修改膜片彈簧尺寸參數(shù)，再進(jìn)行試驗(yàn)。這樣，既延長(zhǎng)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(jì)算方法。 本文以膜片彈簧為研究對(duì)象，首先介紹了傳統(tǒng)的A-L計(jì)算方法和膜片彈簧的基本特性。然后，采用有限元的方法對(duì)膜片彈簧進(jìn)行力學(xué)性能的仿真分析研究。利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)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(jiǎn)化了復(fù)雜繁瑣的建模過程；通過適當(dāng)?shù)姆椒?，?duì)三維模型進(jìn)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(jì)算得到膜片彈簧負(fù)載特性曲線，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，驗(yàn)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(fù)載特性的數(shù)學(xué)回歸模型，對(duì)A-L公式系數(shù)進(jìn)行了修正，提高了其計(jì)算的精度。通過對(duì)應(yīng)力分布的分析和膜片彈簧失效的特點(diǎn)，確定了其疲勞危險(xiǎn)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(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，取得了較好的結(jié)果。