新型高性能塑料合金弹性联轴器动/静态行为机理及设计方法研究

以申请者研发的集减振隔振缓冲和动/静态位移补偿功能于一体的新型工程复合材料(塑料合金)高性能弹性联轴器为对象，采用相似理论、冲击振动理论、粘弹性理论和非线性弹性理论及其相关计算分析的方法进行理论建模、数字仿真、试验建模及试验对比验证等相结合的方法来研究该联轴器的结构、几何尺寸、物理参数以及所受动/静态载荷和振动频率(转速)与其变形、刚度和阻尼之间相互影响和作用的动/静态行为机理等关键科学问题，揭示它们彼此之间的内在联系和制约关系，探寻通过改变相关参数的方式来控制其刚度、阻尼及变形等的方法,由此探索创建该类新型弹性联轴器的设计理论和方法，用于结构的设计和参数的选择，以此调整机械传动轴系的刚度、阻尼和转动惯量，达到改变轴系固有频率和阻尼，补偿轴线不对中，改善系统动力学性能，提高其可靠性和寿命的目的。可为研究类似新型工程复合材料弹性联轴器的动/静态行为机理提供新思路。

弹性联轴器是机械系统关键基础件和通用部件，被大量和广泛地使用于各类机械以及有关武器装备的传动系统中。特别是以柴油机为动力的各类舰船、装甲车车辆和工程机械的传动轴系的扭转冲击和振动的缓冲减振等对高性能弹性联轴器有大量需求。根据海关统计资料，近年我国每年进口的各类联轴器达10亿美元左右。仅以船舶为例，国内各种船舶共计近200万艘（不含海军舰船），它们都要使用高弹性联轴器。.随着现代机械装备对传动轴系系统的缓冲减振降噪性能和动态轴线及角偏移（不对中）补偿能力要求越来越高，也对弹性联轴器提出了更新更高的要求，要求它不仅要具有很强的减振隔振缓冲功能，又要有很好的动/静态位移补偿功能，而现有的传统弹性联轴器或扭矩减振器均不能同时满足这样的要求。.塑料合金是把金属、无机非金属、高分子等材料组合起来的一种多相材料，经过复合以后它产生各原始组分所不具备的性能，因此它的设计自由度很大，不仅可在组分选择上调整，而且还可以改变各组分的体积百分数来满足所需的性能要求，这样就可使它具有轻质高强以及其它优越的综合性能。另外可以将其做成既能提供所需的性能又可以生物降解无害于环境的环保型材料。开发这种新材料已成为世界工业发达国家竞相研究的热点，也是机械传动系统中高效节能与环境保护科学研究领域的前沿。.本项目研究制作了新型塑料合金高弹性联轴器，采用相似理论、冲击振动理论、粘弹性理论和非线性弹性理论及其相关计算分析的方法对其进行理论建模、计算和分析、数字仿真和试验建模及试验对比和验证的方法研究了该新型联轴器所受动/静态载荷和振动频率(转速)、结构、几何尺寸、物理参数与其变形、刚度和阻尼性能之间相互影响和作用的动/静态行为机理等关键科学问题，揭示它们之间内在联系和制约关系，由此探索建立该新型联轴器设计理论和方法。研究表明，该类联轴器的刚度、阻尼和变形受其动载荷频率（转速）、振幅、瞬时位移、结构、几何尺寸和物理参数等变化的影响（详见研究报告）。.上述关键科学问题的解决对于探索创建该类新型复合材料高弹性联轴器的设计理论和方法学奠定理论基础具有重要的科学作用，该理论和方法可用于设计和选择不同刚度、阻尼、结构和几何尺寸的该弹性联轴器，以此调整现代机械轴系的刚度、阻尼和转动惯量参数，为解决动力传动轴系的减振缓冲降噪和解决轴系轴线大的（平行和角）不对中补偿，改善系统动力学性能，提高其可靠性和寿命等具有重要作用