膜片联轴器偏移产生的变应力

当膜片联轴器旋转时其角向偏移将产生交变应力，每旋转一周循环交变一次。膜片动应力将导致膜片和螺栓的疲劳破坏，准确地推算动静复合应力是预测膜片联轴器寿命，保证膜片联轴器工作的关键。膜片在单独承受某一种载荷时应力分布情况，对于膜片实际承受复杂载荷时的动静复合应力较少涉及。相邻两螺栓孔之间的膜片段可等效为悬臂梁，膜片联轴器在单独承受转矩、离心载荷、轴向偏移以及角向偏移时膜片内部应力。

膜片在各种单独工况下的应力，将3种静态应力(轴向弯曲应力、膜片应力、离心应力)的组合应力作为膜片的平均应力，将旋转时角向偏移引起的应力作为交变应力幅，应用静力学分析分别求得平均应力和交变应力幅，然后基于此结果进行疲劳分析。一般说来，静态组合应力的分布和角向弯曲应力的分布是不同的，旋转除了产生离心力，还会产生惯性力。

我们将角向偏移产生的应力作为交变应力幅实际上是忽略了惯性力的影响，利用有限元软件ANSYS建模，将瞬态动力学分析方法引入膜片联轴器的应力分析。瞬态动力学方法是用于确定承受任意随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法，可分析确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的任意组合作用下随时间变化的位移、应变、应力及力。

在工作时转矩从主动法兰盘输入，经过沿圆周间隔布置的主动传扭精密螺栓将转矩传输至金属膜片，再由膜片通过从动精密螺栓传至从动法兰盘输出。它通过高强度合金膜片组产生弹性变形来实现联轴器的挠性传动，利用膜片的柔性来吸收输入输出轴间的相对位移，从而补偿传动轴系各个连接部分由于各种因素引起的残余不对中，其挠性元件是由薄金属膜片0.2mm~0.6mm叠合而成的膜片组。