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轴向拉紧的圆弧端齿轴段扭转特性研究
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论] TH117[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械工程学院,西安710049, [2]西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安710049, [3]东方汽轮机有限公司,四川德阳618000
  • 相关基金:国家“973计划”资助项目(2013CB035705); 国家自然科学基金资助项目(51275386)
中文摘要:

为了研究轴向拉紧的圆弧端齿轴段的扭转特性,提出了圆弧端齿轴段传扭特性的分段线性模型,给出了分段线性转折点处扭矩的估计值,同时建立了轴向预紧圆弧端齿轴段三维有限元模型,采用数值计算对理论分析进行了验证。此外,通过数值计算求得圆弧端齿轴段的双线性扭转刚度,并进一步研究了预应力、摩擦系数等参数对圆弧端齿扭转特性的影响。研究结果表明:圆弧端齿结构具有典型的软弹簧双线性扭转特性,预应力对圆弧端齿的传扭特性有影响且存在预紧饱和现象;预紧饱和后,圆弧端齿双线性刚度基本不受预应力的影响,分段线性转折点扭矩则与预应力成正比;摩擦系数对圆弧端齿双线性刚度的起始段刚度基本无影响,仅对线性特性的第二段刚度有影响,扭转刚度随摩擦系数的增大而增大。研究结果对工程应用中端齿连接的设计及重型燃气轮机转子动力学分析具有参考价值。

英文摘要:

To reveal the torsional characteristics of axial fastened shaft with curvic couplings,a piecewise linear torsional deformation model for the shaft section with curvic couplings is proposed,and the torque at the turning point is estimated.Additionally,a 3-D finite element model for the axial pre-tightened shaft section with curvic couplings is created to validate the theoretical analysis.The bilinear torsional stiffness is obtained by numerical analysis,and the effects of prestress and friction coefficient on torsional behaviors are discussed.The results show that the shaft section with curvic couplings has typical bilinear torsional characteristic of soft spring,the prestress affects torsional behaviors,and there exists a preload saturation.In the saturated preload state,the bilinear torsional stiffness has almost no relation with prestress,and the torque at the turning point gets proportional to the prestress. Moreover,the friction coefficient exerts almost no effect on the primary bilinear torsional stiffness,but heightens the secondary one.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275