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铰链金属膨胀节中万向环的使用

来源:yyzzc?发布时间:2017-09-18 GMT 11:09:59
关键词:铰链金属膨胀节,金属膨胀节,膨胀节

  目前铰链金属膨胀节较多使用的万向环形式有两种:圆形和方形。之前,圆形万向环的应用比较广泛,而方形的万向环应用则不是很多。随着对万向环两种形式的不断研究,发现方形万向环在刚度和承载能力上都优于圆形万向环,因此,方形万向环的应用逐渐受到重视。
  在相同轴向载荷作用下,圆形万向环的大总位移大小为0.232mm,位置在施加轴向力的销轴孔外侧;方形万向环的大总位移大小为0.067mm,位置在施加轴向力的销轴孔内侧;圆形万向环的大位移比方形的大,前者是后者的3.46倍。方形万向环的刚度明显大于圆形。
  在轴向载荷作用下,圆形万向环和方形万向环在施加位移约束的销轴孔附近都存在着明显的应力集中,主要是因为在此处施加了位移约束。结果显示,相比于方形万向环,圆形方形环在销轴孔处应力集中大,且应力集中影响区域广。由于位移约束处的应力值不能代表结构的实际承载情况,圆形万向环大应力值为39.4Mpa,出现在和销轴呈45°方向的外表面上,且高应力区域较大;而方形万向环的大应力值为28.2Mpa,出现在施加全约束的销轴孔处的环端面处,且高应力区域小。所以,在轴向力的作用下,方形万向环的承载能力要比圆形方向环好。在轴向载荷作用下,圆形万向环先发生强度破坏的区域可能并不在销轴处,而在和销轴呈45°方向的区域,这是由于该区域承受的弯矩大。而对于方形万向环,比较弱的区域在销轴附近,原因在于此处强度因开孔而削弱了。
  采用有限元方法,对在轴向载荷作用下质量相同的圆形和方形万向环进行承载能力分析和比较,所得结果如下:
  1)圆形万向环的大位移比方形的大,前者是后者的3.46倍,方形万向环的刚度明显大于圆形。
  2)方形万向环的大应力及其范围都小于圆形万向环,或者说方形万向环的强度大于圆形万向环。
  3)对于圆形方形环,强度较弱的区域是在和销轴呈45°方向的区域。而对于方形万向环,比较弱的区域在销轴附近。

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