弹性膜片联轴器作为重型燃气轮机、航空涡轮发动机等高参数转子系统(高能量、高速度、高稳定性)的连接与传扭重要部件，对转子系统高能量、大扭矩传递过程和复杂工况下的稳定运行起关键性作用。由于自身结构的复杂性和工况条件限制，国内外只有少数学者对端面齿联轴器的刚度特性进行了研究，较深入的研究主要采用接触力学理论、磨损理论并考虑棘轮效应等作为理论基础，辅以有限元分析获得定性定量结论加以验证，但研究工作并不完备。目前的研究主要考虑外部载荷(轴向或剪切方向)、预紧力状态、结构变形、楔形接触面的滑移、磨损等多个因素(物理量)的影响。这些因素与端面齿的刚度特性密切相关，许多重要参数的物理特征受刚度特性影响、支配甚至存在相互映射和数学解析关系，面目前针对端面齿刚度特性的直接研究较少，所以理论研究工作需要进一步完善与发展。由于重型燃机服役条件极其恶劣并受端面齿结构制约，直接进行端面齿各项性能测试非常困难，导致理论研究缺少有效的试验数据支撑，这是导致研究工作不完备的客观条件。
弹性双膜片联轴器的重要特征是通过周向或中心拉杆螺栓对轮盘进行紧固连接，多个螺栓的预紧状态对结构部件刚度的影响非常大。早期的螺栓连接刚度分析以预紧条件下平行弹簧模型为基础，但对端面齿联轴器面言该模型过于简单。当外部负载引起构件额外变形时，一种新的解析模型来补偿传统模型的不足，进一步发展了该新模型，但当构件外形变化或受到不对称外载荷时，该模型并不适用。大量研究表明外部荷载对联轴器的连接刚度存在影响。普通联轴器只受螺栓预紧力的作用，可不考虑外载荷的影响。但端面齿联轴器由于其结构特殊性，当螺栓预紧之后，会导致被夹紧轮盘承受一个额外载荷，从面发生不同于普通联轴器变形的额外变形，进面引起连接刚度发生非线性变化。
本文对重型燃机所采用端面齿联轴器的结构变形与刚度特性进行了系统分析和参数化建模，端面齿的接触应力、扭转刚度、压缩刚度等重要参数可通过刚度分析模型求解得到，有效支持端面齿联轴器的行为状态分析。基于测试手段进行结构刚度分析是端面齿联轴器结构完整性研究的重要内容，由于直接进行端面齿各项性能测试非常困难，考虑到拉杆螺栓体积较大，从测试的“结构适应性”面言，其性能参数如螺栓预紧力和螺栓刚度可直接测试获取，本文构建的刚度分析模型建立了螺栓与端面齿在工作环境下存在的潜在联系，为端面齿联轴器测试研究提供了有效的方法。基于所建立的刚度分析模型，对星形弹性联轴器的螺栓预紧过程中各个结构部件的变形和刚度变化规律进行了研究。
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