文档介绍：非线性弹性元件—碟形弹簧,膜片弹簧的力学与数学模型的研究
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力学模型弹性元件数学模型弹簧膜片上海力学叶志明叶开沅不详1990第六图书馆
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一
一靴非线性弹性元件一碟形弹簧、膜片
弹簧的力学与数学模型的研究
叶志明叶开沅
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上上海工业大学兰州大学
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一、/ 本文提出了研究碟形弹簧和膜片弹簧的新的力学模型用桨的太变形理论与一般轴对称壳体有限变形理
\ 论, 建立了符台力学模型和实验资料的新的数学模型一非线性边值问题。
。
一
、引言
随着科学技术的发展, 柔韧结构在工程中的应用日益广泛。碟形弹簧和膜片弹簧就是这
类结构在工程应用中的第六图书馆具体实例膜片弹簧是在普通碟形弹簧的内缘上开出由内向外的
径向槽所制成,”当不存在开槽时, 即为碟形弹簧, 故后者可作为膜片弹簧的特例考
~竺一裱虑。。
嬲本文从这类弹性元件的工程实际出发, 提出了新的计算模型,使理论分析更符合客观实
一片际本文基于新的力学模型用梁的大变形理论和一般轴对称壳体的有限变形理
论, 讨论了对应的数学模型。根据研究对象的实际工作情况, 从实验角度建立了分析这类非
线性弹性元件的基本方程与边界条件。本文又采用积分方程理论。将本文提出的非线性边值
问题, 化为等价的非线性积分方程组, 从而便于理论研究与求解。
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海市青年科学基金资助的项【』
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非线性弹性元件一碟形弹簧、膜片弹簧的力学与数学模型的研究第卷
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力学粳型形弹莆变宽度小摩粱
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近似摸型与理论其它模型与方法
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或壳体变形保持为锥;
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与能量解的差分
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第六图书馆.
二、力学模型
。这类弹簧有如下特性;
. 占空间小, 承载能力太
.单片弹簧在设计或使用中取不同几何参数能获
得各种弹性特性,参见图所示
. 可自由地组台使用见图.
. 利用弹簧组在使用时各片间的摩擦作用, 作减
振或防震装置
囤. 开槽碟形弹簧或膜片弹簧
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自由状态接台状态讣离状卷
第六图书馆图. 膜片弹簧工作原理
. 自由状态:在压盘与离台器盖总成未与发动机飞轮装合前, 膜片弹簧处于自由状
态, 弹簧大端装在靠近压盘一面。
.接台状态: 当合器盖总成与飞轮装台时, 离合器压盘对膜片弹簧的大端施
加载荷, 此时支承环是由离合器盖所支持, 故无位移, 而弹簧的锥部产生变形。分离指
不起作用, 膜片弹簧相当于碟形弹簧起压紧作用。
.分离状态:在膜片弹簧的小端即分离指端部施加分离载荷, 使弹簧以分离指
根部的支承环为支承, 分离指部分与锥部起变形, 直至翻转状态。当减小时, 弹簧由于
其身的弹性恢复力仍能恢复原状。我们称接合状态为大端加载过程, 而分离状态为小端加
载过程。
膜片弹簧通常被认为由碟形弹簧与分离指所组成。文献资料表明,传统的理论分
柝与实际情况出入较大。作者为了获得符合实际的力学计算模型, 对工程中典型的膜片弹簧
进行了实验研究。根据实验结果,木文提出如的力学计算模型;
. 分离指——变碱臂梁的犬变堙;问题图.
. 膜片弹簧锥沸雌形弹簧, 一环锥壳的『裂变形问题图.。
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非线性弹性元件—一碟形弹簧膜片弹簧的力学与数学模型的研究第卷
这里因分离指的数目较多一般≥,则略去了分离指的切向曲率,视横剖面为矩
/
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囤. 息粱的有限变形图. 锥壳的有限变形
形的变截面悬臂梁,礤形弹簧的载荷及反力都是均匀地分布在内外圆周上这在实际工程中
也是确要保证实现的条件, 放将它视为轴对称壳体的有限变形问题来分析。壳体的内、外
缘边界条件,我们取实用上最重要的边界条件内缘边界自由,外缘为可移支承。同时支承
面