联轴器弹性动力学分析

施密特平行轴联轴器弹性动力学建模与分析

采用KED法建立了过约束机构施密特平行轴联轴器的弹性动力学模型,论证了机构弹性动力学模型可以简化为机构运动弹性静力分析模型进行变形和受力分析,同时可以直接计算其固有频率,该计算过程通过在有限元分析软件ANSYS中建立相应模型进行静力结构分析和模态分析得以实现。为进 步的机构分析奠定了基础,为设计和安装提供了理论指导。基于有限元方法进行的运动弹性静力分析,为过约束系统静力分析提供了一种新方法。

施密特平行轴联轴器属于过约束机构,用刚体动力学方法不能建立其动力学模型,须考虑构件和运动副的弹性变形,并考虑各个弹性变形之间的协调关系,用弹性动力学的方法才能够正确地建立其动力学模型。针对本文中所研究机构,可以考虑对各个构件按牛顿—欧拉法建立动力学平衡方程,再用类似的弹性静力学分析方法找到各运动参数之间的协调关系,由此可以建立起该机构的弹性动力学模型,但在考虑惯性力后运动协调关系不易求得。我们采用有限元法来建立弹性动力学模型,考虑连杆为弹性梁单元构件,各传动盘为刚体,通过弹性构件与刚体构件公共点之间的运动协调关系来组装方程。通过弹性动力学模型,可以简化为运动弹性静力分析模型进行力分析,也可以直接计算其固有频率。

对于连杆机构而言,当机构处于不同位置时,机构有不同的固有频率,此处仅计算了主动盘  相位置角=40°时的固有频率,通过 系列不同位置分析,可以各阶固有频率相对位置角的曲线图,进而可以改变工作状态角各阶固有频率相对位置角的曲线图族。如此,可以为设计和安装提供依据。