气胎离合器刚度影响因素的数值研究与验证
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Ｅｑｕｐｍｅ Ｍａｎ ｆ ｃｒｎｇＴｅ ｈｎ ｌ ｇ ｉ ｎｔ ｕ ａ ｔｉ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ． ２ １ １ ０， ０ １
气 胎 离 合器 刚度 影 响 因素 的数 值 研 究 与 验证
梁 奉 兴 ， 建 华 ， 基 郑 王
（ 海军 工程 大学 船舶 与 动力学 院 ， 湖北 武 汉 ４ ０ ３ ） ３ ０３
可压缩 超 弹性材 料 。
Ｓｌ ４ ｏｉ ６是 ８结 点 结 构 实 体 单 元 （ ｌ ４ ） 可 分 ｄ ｓ ｉ ５的 ｏｄ 层版本 ， 可用 来 模 拟 分 层 厚 壳或 分 层 实 体 ， 文 用 来 本
互 影 响 ， 断 变 化 ， 就 是 压 容 随动 变化 ， 是 计 算 不 也 这
变 化 也 很 小 。因此 ， 用 初 始 充 气 压 强来 计 算 ， 可 采 就 以满 足精 度 要求 。在 较 大偏 心 距 时 ， 则 上 应进 行 迭 原 根 据 离 合 器 结构 与 工作 原 理 ，径 向静 刚 度 计 算 代 计 算 。
３ １
Ｅｑ ｐｍｅ ｔ ｕｉ ｎ Ｍａｎ ｆ ｃｒｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ．０， ｕ ａ ｔｉ ｃ ｎｏｏ ｙ Ｎｏ １ ２０１１
保 持 其 它 约 束 条件 不 变 ，将 外 墙 节 点 坐 标 系 转 为 笛 卡尔 坐 标 系后施 加 方 向位移 ５ 计算 后 提 取外 墙 节 ，
点 方 向支反力合力 ， 以系数 ４ 其大小就等于气 乘 ， 胎对 外 轮毂 的 回复 力 Ｆ， 而根 据 定 义 计算 气 胎 的径 进
地 接合 和分离 ； 由于气胎具有 一定 的柔 性 ， 以作为弹 胎 的接 触条 件 等有 关 ； 可
性 元 件 适 当 补 偿 主从 动 轴 之 间 的 径 向 相 对 位 移 。 为 了更 好 地 研 究 气 胎 离 合 器 的位 移 补偿 作 用 ，
需 要 对 它 的核 心 部件— — 气 胎 的 刚度 进 行 研究 。周
刚度 的 影 响『 对 气 胎离 合 器 的设 计 制造 具 有一 定 的 ｌ Ｉ ，
文就这 两 点影 响 因素 展开研 究 讨论 。
１２ 材料 处 理 ．
值 的影 响 因素 ， 并尝试 从 功能关 系 的角 度作 出解 释 。
在 有 限元分 析 中 ，材料 模 型 对计 算 结 果影 响很
施 加 径 向位 移 ，其 数 值 为充 气 前 摩 擦 垫 片 与 内轮 毂
６ Ｊ － ｊ．Ｊ ２０ ｏ ｌ． ４３ ４ ２ ５ ９ Ｉ． ０ ０ ０ ０７ ３ ６
之间的间隙 （ 文所研究 的离合器摩擦片与 内轮毂 本
在有 限 变形 的静 力 分 析 中 ， 帘线 一橡胶 复 合 材 料 外 径 间隙 为 ８ｒ ，并 施 加 轴 向 和 周 向的 零 位 移 约 ｍ） ｎ 可认 为是 线 弹性 、 均匀 、 交各 向异性 ； 相 正 粘合 为 层 合 束 ， 以对 应摩 擦 垫 片 与 内墙 的粗 糙 接触 。气 室 面施 加
刚度 ， 并分析 了它们 的影响程度 ， 且利用能量 守恒原理 对模 型进 行 了验证 。结 果表 明 ， 向静刚度基本 不随 内外轮毂 径
偏 心 距 变化 。 而会 随 着初 始 充 气压 强 的升 高 小幅 增 大 。
关 键 词 ： 胎 离合 器 ； 度 ； 始 充 气压 强 ； 心 距 ； 量 守恒 气 刚 初 偏 能
料 、 构 已定 ， 设 温度 、 结 假 湿度 等 外界 条 件 不变 ， 回 则
复力 Ｆ主要 与充 气 压 强 Ｐ 偏 心 距 ｓ 以及 轮 毂 与 气 、 ， （） ３ 根据 离 合器 实 际 构造 ， 胎外 墙 与外 轮毂 完 气 全 固定 ，而 内墙 通 过 摩 擦 片在 气 胎 充气 后抱 紧 内轮 毂 。由于摩 擦 片与 气胎 结合 紧密 ， 在计 算径 向静 刚 且 度 时无 需 考 虑摩 擦 片 与 内轮 毂 之 间 的 打滑 ， 因此 ， 本
向静 刚 度 。
图 １ 单 层 帘 线 增 强橡 胶 复 合 材 料 主 轴 坐 标 系
选 择 不 同 的压 强 载 荷 Ｐ， 制 节 点 位 移 Ｊ 根 据 控 ｓ ，
由气 胎结 构 和材 料 ， 参 数确 定 如表 ２ 各 。
表２ 单 层 板材 料 参 数
计算结果 ， 可分 析 它们 对 气胎 径 向静 刚度 的影 响 。
Ｔ ， Ｄ
图 ２ 气 胎 １４实 体 三 维 有 限 元 模 型 ／
体 状 态 方 程 ， 出 ＝ 求
Ｖ
， 入 第 ｋ １次 迭 代 。 代 ＋
当 偏 心距 Ｓ较 小 时 ， 由于 偏 心 引起 的 气 室 容 积
２ 计算
２ １ 计 算 方 法 ．
变 化 本 身 就 很 小 ， 据 气 体 状 态 方 程 ， 室 内压 强 的 根 气
《 装备制造技术｝０ 年第 １ 期 ２１ １ Ｏ
气胎材料的相关参数取值如表 １ 所示 。
表 １ 气 胎材料的相关参数
Ｈ ｒ Ｐ Ｓｌ （ ａ Ｅ Ｍ ）ｌ ＩＥ （Ｐ ｃＭ ａ ）１ （Ｐ） ｌ ｃＭ ａ Ｇ
来自百度文库
分为两步进行 ： （ ） 拟 充气 抱 紧 的 过程 。建 立 柱 坐 标 系 ， １模 ｙ轴 与旋 转 轴 重 合 ， 墙 节 点 施 加 全 位 移 约束 ， 外 内墙 节 点
中 图 分 类 号 ： ＨＩ ３４ Ｔ ． ３
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ）０ ０ ３ — ４ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ １ — ０ ０ ０ １
气 胎离合 器 ， 是舰船推进 轴系 中重要 的传 动装置 ，
其主要 功能是 实现主机与轴 系在短 时间 内方便 、平稳
超 弹 性 、 变 形 、 力 刚化 、 大 应 蠕变 和 大 应 变 能 力 ， 可 还
足够 的压强 ， 保持气胎与 内轮毂之间的接触 ， 从而传 递扭 矩 。充 气 结束 后 ， 理 想 情况 下 ， 胎无 漏 气 ， 在 气 由 于 是静 力 分 析 ， 胎 内空 气 经 历 的过 程 ， 为 等 温 工 气 视 况 ， 用气 体状 态 方 程 运
处 理 的一 个难 点 。
模拟帘布层 。 根据气胎结构的对称性 ， 为了节省计算
本文在研究过程 中 ， 采用多次迭代 的方法 ， ｋ 第 次迭代时 以上一次迭代得到 的压强载荷 ～为气室 资源 ， 这里取轴 向和周向的各 １ ， ／ 即气胎的 １ ２ ／ ４进行 有 如果 实 体 建 模 ，共 划 分 ９８０个 ｓｌ ４ ４ ｏｉ ６单 元 ，９６０个 压 强 ， 限元 计算 后 提 取 出变 形后 容 积 ， ｄ ３ ０ ｆ ｐ ｆ ｓｌ ｌ５ 元 。三维 有 限元 模 型 如 图 ２所 示 。 ｏｉ ８ 单 ｄ
６ ｌ ：１ Ｊ 一
０ｏ Ｊ ，
ｌ ≤８
（ 由精 度 要求 确 定 ， 文 取 ０ ０ １ ， 本 ．０ ） 停 止 迭代 ， 时 的气 室 内压 力 Ｐ一为偏 心 后 的气 此 ＾ 。 压 Ｐ ， 为 偏 心后 气 室 容 积 Ｖ， 果 大 于 ８， 据 气 ， ｒ如 根
摘 要： 运用复合材料 力学相 关理论 与有限元技术对 气胎 离合器的核 心部件 一 一气胎进行建模 与分析 ， 讨论 了气胎材
料 和 结 构 复 杂 、 室 压 强和 容 积 随 动 变化 等 问 题 ， 算 了不 同初 始 充 气 压 强 和 内外 轮 毂 偏 心 距 条 件 下 的 气 胎 径 向静 气 计
１ 计算模型和假设
１１ 问题 简 化 和相关 定义 ．
大 ， 其 是 对 于气 胎 这 种非 金 属 复合 材 料 ， 材料 模 尤 其 型参数 选 择 更 为 困难 。气 胎是 内外橡 胶 层 和 内夹 帘 子 布层 经硫 化制 成 的复 杂结 构 。内夹帘 子布 ， 为层 合
壳结构的帘线 一 橡胶复合材料 ， １ 层经尼龙帘线 由 Ｏ 和 橡胶 压 延 而成 的单 层板 粘 合 而 成 。每层 单 层 板 的 作 如下 假 设 ， 问题 进行 适 当 的简化 ： 将 （） １ 假设 气胎 离 合器 在 正 常安装 和 工作 条件 下 ， 材料 和 结 构完 全 相 同 ，各 层 之 问材 料 纵 向 主方 向互 但 在 充气 结 束 后 ， 胎变 形 完 全均 匀 ， 体 与 内外 轮毂 相 垂直 。橡胶 是 一种 不可 压缩 的超 弹性材 料 ， 在气 气 胎 胎离合器中 ， 由于 帘线 的约 束 ， 应 变 小 于 ｌ 其 Ｏ％， 将 完全接触 ， 内外 轮 毂 同轴 同心 ， 存 在 位移 补 偿 。在 不 分 析 径 向静 刚度 时 ， 设 内外 轮 毂 间有 限的偏 心 ， 假 不 橡 胶 简 化 为线 弹性 的各 向 同性 材料 ，可 以满 足精 度 ２ 据橡 胶 硬度 ＨＳ和 弹性 模量 Ｅ 实 验数 据拟 １ 。根 会 使 胎体 与 内外 轮毂脱 离 ， 而仍 保 持完全 接触 。基于 要 求Ｉ 得 ３ 】 ： 此 ，气 胎 径 向静 刚度 Ｇ可定 义 为气 胎 对外 轮毂 的 回 合 ， 到两 者之 间 的关 系式 １
２２ 气 室 空气 压 强 容积 随 动 变化 的 处理 ＿
在 静 力 分 析 中 ， 室 内的 气体 ， 气 主要 作 用 是 提 供
１３ ．
建 模
本 文 用 Ａ Ｓ Ｓ的 Ｓｌ ８ 元 模 拟 内外 层 橡 ＮＹ ｏｉ １５单 ｄ 胶 材料 。Ｓｌ １５是 三维 ８节 点 固体 结 构单 元 ， 有 ｏｉ ８ ｄ 具
根据 气 胎 离合 器 的工 作 原 理 与结 构 ，在计 算 中
复 力 Ｆ与 内外轮毂 偏 心距 Ｓ的 比值 。
（ ） 于特 定 型号 的气 胎 离合 器 而 言 ，气 胎 材 ２对
收 稿 日期 ： ０ ０ — ２ ２ １ － ７ １ １
Ｅ ：堕 ， 一—１
堕
（） １
作者 简 介 ： 奉 兴 （９ ８ ）男 ， 梁 １８一 ， 山东 济 宁人 ， 读 硕 士 研 究 生 ， 要 研 究 方 向为 舰 船 机 械 维 修 、 寿 与 再 制 造 技 术 。 在 主 延 ３ ０
剑 平 等 讨论 了承 扭工 况 下气 胎 的结构 对 径 向和轴 向
文 研究 中将 轮毂 与 气 胎 间 的接 触 条件 视 为粗 糙 接 触 摩 ， 指 导 意 义 ， 没有 考 虑如 充 气压 强 、 移 补偿 等 具 体 （ 擦系 数无 穷大 ） 抱 紧后变 形 时不 产生 相对 滑 动。 但 位 工作 条 件 因素 。 本 文 运用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 对气 胎 进 行 实 体建 模 ， ＮＹ 计 算 了径 向静 刚度 ，分析 了某 型气 胎 离 合器 气 胎 刚 度 基 于 以上 假设 和定 义 ， 构 和 材料 确定 之后 ， 结 气 胎 的径 向静 刚度 主要 与充 气 压 强 和 偏 心 距 有 关 ， 本
Ｐ Ｖ＝常 数 ， Ｐ为气 室 内压 强 ， 为 气 室 容 积 ， 它 们 的初 始 值 ， 都是 充 气 刚结 束 偏 心距 Ｓ＝０时所 取 值 ， 为 Ｐ 、 。 记 ０ 。
施 加 偏 心距 Ｓ后 ，气 胎 容 积 和 内部 压 强 相
采 用 混 合 模 式模 拟 几 乎 不 可 压 缩 弹 塑材 料 和 完 全 不
板使 用 时 ， 将单 层 板视 为 横观 各 向 同性材 料 【 如 图 可 ２ Ｊ ， １ 所示 ， — ２ ３平 面为 横 观各 向同性 面 。
压 强 载 荷 Ｐ， Ｐ值 为 充 气 结 束 后 的气 室 压 强 ， 加 求 施
解 所 必 需 的 自由度 约束 后 求 解 。 （ ） 加 位 移 即偏 心 距 Ｊ ２ 施 Ｓ 。在 第 一 步 的基 础 上 ，
气 胎 离 合器 刚度 影 响 因素 的数 值 研 究 与 验证
梁 奉 兴 ， 建 华 ， 基 郑 王
（ 海军 工程 大学 船舶 与 动力学 院 ， 湖北 武 汉 ４ ０ ３ ） ３ ０３
可压缩 超 弹性材 料 。
Ｓｌ ４ ｏｉ ６是 ８结 点 结 构 实 体 单 元 （ ｌ ４ ） 可 分 ｄ ｓ ｉ ５的 ｏｄ 层版本 ， 可用 来 模 拟 分 层 厚 壳或 分 层 实 体 ， 文 用 来 本
互 影 响 ， 断 变 化 ， 就 是 压 容 随动 变化 ， 是 计 算 不 也 这
变 化 也 很 小 。因此 ， 用 初 始 充 气 压 强来 计 算 ， 可 采 就 以满 足精 度 要求 。在 较 大偏 心 距 时 ， 则 上 应进 行 迭 原 根 据 离 合 器 结构 与 工作 原 理 ，径 向静 刚 度 计 算 代 计 算 。
３ １
Ｅｑ ｐｍｅ ｔ ｕｉ ｎ Ｍａｎ ｆ ｃｒｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ．０， ｕ ａ ｔｉ ｃ ｎｏｏ ｙ Ｎｏ １ ２０１１
保 持 其 它 约 束 条件 不 变 ，将 外 墙 节 点 坐 标 系 转 为 笛 卡尔 坐 标 系后施 加 方 向位移 ５ 计算 后 提 取外 墙 节 ，
点 方 向支反力合力 ， 以系数 ４ 其大小就等于气 乘 ， 胎对 外 轮毂 的 回复 力 Ｆ， 而根 据 定 义 计算 气 胎 的径 进
地 接合 和分离 ； 由于气胎具有 一定 的柔 性 ， 以作为弹 胎 的接 触条 件 等有 关 ； 可
性 元 件 适 当 补 偿 主从 动 轴 之 间 的 径 向 相 对 位 移 。 为 了更 好 地 研 究 气 胎 离 合 器 的位 移 补偿 作 用 ，
需 要 对 它 的核 心 部件— — 气 胎 的 刚度 进 行 研究 。周
刚度 的 影 响『 对 气 胎离 合 器 的设 计 制造 具 有一 定 的 ｌ Ｉ ，
文就这 两 点影 响 因素 展开研 究 讨论 。
１２ 材料 处 理 ．
值 的影 响 因素 ， 并尝试 从 功能关 系 的角 度作 出解 释 。
在 有 限元分 析 中 ，材料 模 型 对计 算 结 果影 响很
施 加 径 向位 移 ，其 数 值 为充 气 前 摩 擦 垫 片 与 内轮 毂
６ Ｊ － ｊ．Ｊ ２０ ｏ ｌ． ４３ ４ ２ ５ ９ Ｉ． ０ ０ ０ ０７ ３ ６
之间的间隙 （ 文所研究 的离合器摩擦片与 内轮毂 本
在有 限 变形 的静 力 分 析 中 ， 帘线 一橡胶 复 合 材 料 外 径 间隙 为 ８ｒ ，并 施 加 轴 向 和 周 向的 零 位 移 约 ｍ） ｎ 可认 为是 线 弹性 、 均匀 、 交各 向异性 ； 相 正 粘合 为 层 合 束 ， 以对 应摩 擦 垫 片 与 内墙 的粗 糙 接触 。气 室 面施 加
刚度 ， 并分析 了它们 的影响程度 ， 且利用能量 守恒原理 对模 型进 行 了验证 。结 果表 明 ， 向静刚度基本 不随 内外轮毂 径
偏 心 距 变化 。 而会 随 着初 始 充 气压 强 的升 高 小幅 增 大 。
关 键 词 ： 胎 离合 器 ； 度 ； 始 充 气压 强 ； 心 距 ； 量 守恒 气 刚 初 偏 能
料 、 构 已定 ， 设 温度 、 结 假 湿度 等 外界 条 件 不变 ， 回 则
复力 Ｆ主要 与充 气 压 强 Ｐ 偏 心 距 ｓ 以及 轮 毂 与 气 、 ， （） ３ 根据 离 合器 实 际 构造 ， 胎外 墙 与外 轮毂 完 气 全 固定 ，而 内墙 通 过 摩 擦 片在 气 胎 充气 后抱 紧 内轮 毂 。由于摩 擦 片与 气胎 结合 紧密 ， 在计 算径 向静 刚 且 度 时无 需 考 虑摩 擦 片 与 内轮 毂 之 间 的 打滑 ， 因此 ， 本
向静 刚 度 。
图 １ 单 层 帘 线 增 强橡 胶 复 合 材 料 主 轴 坐 标 系
选 择 不 同 的压 强 载 荷 Ｐ， 制 节 点 位 移 Ｊ 根 据 控 ｓ ，
由气 胎结 构 和材 料 ， 参 数确 定 如表 ２ 各 。
表２ 单 层 板材 料 参 数
计算结果 ， 可分 析 它们 对 气胎 径 向静 刚度 的影 响 。
Ｔ ， Ｄ
图 ２ 气 胎 １４实 体 三 维 有 限 元 模 型 ／
体 状 态 方 程 ， 出 ＝ 求
Ｖ
， 入 第 ｋ １次 迭 代 。 代 ＋
当 偏 心距 Ｓ较 小 时 ， 由于 偏 心 引起 的 气 室 容 积
２ 计算
２ １ 计 算 方 法 ．
变 化 本 身 就 很 小 ， 据 气 体 状 态 方 程 ， 室 内压 强 的 根 气
《 装备制造技术｝０ 年第 １ 期 ２１ １ Ｏ
气胎材料的相关参数取值如表 １ 所示 。
表 １ 气 胎材料的相关参数
Ｈ ｒ Ｐ Ｓｌ （ ａ Ｅ Ｍ ）ｌ ＩＥ （Ｐ ｃＭ ａ ）１ （Ｐ） ｌ ｃＭ ａ Ｇ
来自百度文库
分为两步进行 ： （ ） 拟 充气 抱 紧 的 过程 。建 立 柱 坐 标 系 ， １模 ｙ轴 与旋 转 轴 重 合 ， 墙 节 点 施 加 全 位 移 约束 ， 外 内墙 节 点
中 图 分 类 号 ： ＨＩ ３４ Ｔ ． ３
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ）０ ０ ３ — ４ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ １ — ０ ０ ０ １
气 胎离合 器 ， 是舰船推进 轴系 中重要 的传 动装置 ，
其主要 功能是 实现主机与轴 系在短 时间 内方便 、平稳
超 弹 性 、 变 形 、 力 刚化 、 大 应 蠕变 和 大 应 变 能 力 ， 可 还
足够 的压强 ， 保持气胎与 内轮毂之间的接触 ， 从而传 递扭 矩 。充 气 结束 后 ， 理 想 情况 下 ， 胎无 漏 气 ， 在 气 由 于 是静 力 分 析 ， 胎 内空 气 经 历 的过 程 ， 为 等 温 工 气 视 况 ， 用气 体状 态 方 程 运
处 理 的一 个难 点 。
模拟帘布层 。 根据气胎结构的对称性 ， 为了节省计算
本文在研究过程 中 ， 采用多次迭代 的方法 ， ｋ 第 次迭代时 以上一次迭代得到 的压强载荷 ～为气室 资源 ， 这里取轴 向和周向的各 １ ， ／ 即气胎的 １ ２ ／ ４进行 有 如果 实 体 建 模 ，共 划 分 ９８０个 ｓｌ ４ ４ ｏｉ ６单 元 ，９６０个 压 强 ， 限元 计算 后 提 取 出变 形后 容 积 ， ｄ ３ ０ ｆ ｐ ｆ ｓｌ ｌ５ 元 。三维 有 限元 模 型 如 图 ２所 示 。 ｏｉ ８ 单 ｄ
６ ｌ ：１ Ｊ 一
０ｏ Ｊ ，
ｌ ≤８
（ 由精 度 要求 确 定 ， 文 取 ０ ０ １ ， 本 ．０ ） 停 止 迭代 ， 时 的气 室 内压 力 Ｐ一为偏 心 后 的气 此 ＾ 。 压 Ｐ ， 为 偏 心后 气 室 容 积 Ｖ， 果 大 于 ８， 据 气 ， ｒ如 根
摘 要： 运用复合材料 力学相 关理论 与有限元技术对 气胎 离合器的核 心部件 一 一气胎进行建模 与分析 ， 讨论 了气胎材
料 和 结 构 复 杂 、 室 压 强和 容 积 随 动 变化 等 问 题 ， 算 了不 同初 始 充 气 压 强 和 内外 轮 毂 偏 心 距 条 件 下 的 气 胎 径 向静 气 计
１ 计算模型和假设
１１ 问题 简 化 和相关 定义 ．
大 ， 其 是 对 于气 胎 这 种非 金 属 复合 材 料 ， 材料 模 尤 其 型参数 选 择 更 为 困难 。气 胎是 内外橡 胶 层 和 内夹 帘 子 布层 经硫 化制 成 的复 杂结 构 。内夹帘 子布 ， 为层 合
壳结构的帘线 一 橡胶复合材料 ， １ 层经尼龙帘线 由 Ｏ 和 橡胶 压 延 而成 的单 层板 粘 合 而 成 。每层 单 层 板 的 作 如下 假 设 ， 问题 进行 适 当 的简化 ： 将 （） １ 假设 气胎 离 合器 在 正 常安装 和 工作 条件 下 ， 材料 和 结 构完 全 相 同 ，各 层 之 问材 料 纵 向 主方 向互 但 在 充气 结 束 后 ， 胎变 形 完 全均 匀 ， 体 与 内外 轮毂 相 垂直 。橡胶 是 一种 不可 压缩 的超 弹性材 料 ， 在气 气 胎 胎离合器中 ， 由于 帘线 的约 束 ， 应 变 小 于 ｌ 其 Ｏ％， 将 完全接触 ， 内外 轮 毂 同轴 同心 ， 存 在 位移 补 偿 。在 不 分 析 径 向静 刚度 时 ， 设 内外 轮 毂 间有 限的偏 心 ， 假 不 橡 胶 简 化 为线 弹性 的各 向 同性 材料 ，可 以满 足精 度 ２ 据橡 胶 硬度 ＨＳ和 弹性 模量 Ｅ 实 验数 据拟 １ 。根 会 使 胎体 与 内外 轮毂脱 离 ， 而仍 保 持完全 接触 。基于 要 求Ｉ 得 ３ 】 ： 此 ，气 胎 径 向静 刚度 Ｇ可定 义 为气 胎 对外 轮毂 的 回 合 ， 到两 者之 间 的关 系式 １
２２ 气 室 空气 压 强 容积 随 动 变化 的 处理 ＿
在 静 力 分 析 中 ， 室 内的 气体 ， 气 主要 作 用 是 提 供
１３ ．
建 模
本 文 用 Ａ Ｓ Ｓ的 Ｓｌ ８ 元 模 拟 内外 层 橡 ＮＹ ｏｉ １５单 ｄ 胶 材料 。Ｓｌ １５是 三维 ８节 点 固体 结 构单 元 ， 有 ｏｉ ８ ｄ 具
根据 气 胎 离合 器 的工 作 原 理 与结 构 ，在计 算 中
复 力 Ｆ与 内外轮毂 偏 心距 Ｓ的 比值 。
（ ） 于特 定 型号 的气 胎 离合 器 而 言 ，气 胎 材 ２对
收 稿 日期 ： ０ ０ — ２ ２ １ － ７ １ １
Ｅ ：堕 ， 一—１
堕
（） １
作者 简 介 ： 奉 兴 （９ ８ ）男 ， 梁 １８一 ， 山东 济 宁人 ， 读 硕 士 研 究 生 ， 要 研 究 方 向为 舰 船 机 械 维 修 、 寿 与 再 制 造 技 术 。 在 主 延 ３ ０
剑 平 等 讨论 了承 扭工 况 下气 胎 的结构 对 径 向和轴 向
文 研究 中将 轮毂 与 气 胎 间 的接 触 条件 视 为粗 糙 接 触 摩 ， 指 导 意 义 ， 没有 考 虑如 充 气压 强 、 移 补偿 等 具 体 （ 擦系 数无 穷大 ） 抱 紧后变 形 时不 产生 相对 滑 动。 但 位 工作 条 件 因素 。 本 文 运用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 对气 胎 进 行 实 体建 模 ， ＮＹ 计 算 了径 向静 刚度 ，分析 了某 型气 胎 离 合器 气 胎 刚 度 基 于 以上 假设 和定 义 ， 构 和 材料 确定 之后 ， 结 气 胎 的径 向静 刚度 主要 与充 气 压 强 和 偏 心 距 有 关 ， 本
Ｐ Ｖ＝常 数 ， Ｐ为气 室 内压 强 ， 为 气 室 容 积 ， 它 们 的初 始 值 ， 都是 充 气 刚结 束 偏 心距 Ｓ＝０时所 取 值 ， 为 Ｐ 、 。 记 ０ 。
施 加 偏 心距 Ｓ后 ，气 胎 容 积 和 内部 压 强 相
采 用 混 合 模 式模 拟 几 乎 不 可 压 缩 弹 塑材 料 和 完 全 不
板使 用 时 ， 将单 层 板视 为 横观 各 向 同性材 料 【 如 图 可 ２ Ｊ ， １ 所示 ， — ２ ３平 面为 横 观各 向同性 面 。
压 强 载 荷 Ｐ， Ｐ值 为 充 气 结 束 后 的气 室 压 强 ， 加 求 施
解 所 必 需 的 自由度 约束 后 求 解 。 （ ） 加 位 移 即偏 心 距 Ｊ ２ 施 Ｓ 。在 第 一 步 的基 础 上 ，