耿紅正 舒劍鋒 陳澤英

（黃岡職業(yè)技術學院，湖北 黃岡438002）

凸緣聯軸器也稱法蘭聯軸器[1]，是剛性聯軸器的一種，是機械傳動中較典型的一種聯軸器；凸緣聯軸器結構簡單，價格低廉，可傳遞較大的轉矩，當軸的對中性較好，軸的剛性大，轉速較低時多采用凸緣聯軸器[2]。 凸緣聯軸器在使用過程中 不可避免會產生振動和噪聲，這些振動和噪聲不僅使工作環(huán)境變得惡劣， 有時還會影響機器的正常工作，甚至會導致結果提前失效[3]。對聯軸器來說，其振動頻率如果達到其固有頻率時，其振動幅度將大幅增大，嚴重時將直接導致其結構破壞。研究凸緣聯軸器的各階頻率和振型，可以在實際中有效避免結構長期處于共振頻率下工作，從而達到消除過度振動和噪聲，防止結構因共振而破壞的目的。

1 凸緣聯軸器模型

選取的凸緣聯軸器尺寸如圖1 二維圖所示，材料為35 號鋼，彈性模量E 為206GPa，泊松比μ 為0.3，密度ρ 為7800kg/m3。

該凸緣聯軸器為對稱模型，進行有限元模擬計算時通常為了提高效率，可以取1/6 模型進行模擬分析，但這里是研究其頻率和振型，取整個模型分析較好[4]，我們用catia 軟件建立其三維實體模型如圖1 三維圖所示，為后面分析作準備。

圖1 凸緣聯軸器模型

2 凸緣聯軸器的有限元模擬

2.1 有限元分析流程如圖2 所示。

圖2 有限元分析流程圖

2.2 分析模型的建立及處理

將catia 建立好的帶凸緣聯軸器三維模型存儲為igs 格式，然后導入Abaqus 中。 按前面的數據設置材料屬性； 建立linear perturbation/frequency 分析步，這里分析前50 階頻率和振型。 根據其工作情況定義邊界條件，選擇隱式線性3D 應力四面體單元，類型為C3D4，進行網格劃分如圖3 所示。 然后進行模擬求解。

圖3 聯軸器網格模型

2.3 模擬求解結果

2.3.1 模型的振型圖

這里顯示模型部分階振型圖，如圖4 所示。

圖4 各階振型圖

2.3.2 節(jié)點隨模態(tài)變化的位移曲線

這里討論節(jié)點303,節(jié)點161,節(jié)點3021,節(jié)點357,節(jié)點1508,節(jié)點71 節(jié)點六個節(jié)點隨模態(tài)變化的位移曲線，如圖5 所示。

3 結語

從振型及振型圖可以看出，凸緣聯軸器當振動頻率達到其固有頻率時，其振動幅度將大幅增大，即我們常說的共振，此時其振動和噪聲也將增大，如果凸緣聯軸器長期處于共振下工作還將直接導致結構被破壞。因此對凸緣聯軸器結構進行模態(tài)分析，掌握其各階頻率及振型，在實際應用中盡量避免結構長期處于共振頻率下工作可有效降低振動和噪聲，也可避免結構提前失效。

［1］朱兆亮.凸緣聯軸器三維有限元分析[J].內江科技.2012，4，26.

［2］張燕霞.YL12 型凸緣聯軸器上連接螺栓的可靠性設計[J].中小企業(yè)管理與科技，2011，4，252.

［3］戴麗玲.簡支梁固有頻率與固有振型的實驗室測量與理論分析[J].昆明學院學報，2208，4：86-89.

［4］謝龍漢，劉新讓，劉文超.ANSYS 結構及動力學分析[M].北京:電子工業(yè)出版社，2012：334-340.