案例2-离合器膜片弹簧的有限元分析
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F1=f(λ1)=πEhλ1ln(R/r)
6(1 μ2)(R1 r1)2 λ1R rR r2 (HHhλ + 1 R1 r12R1 r1
式中，E为材料弹性模量，钢材取2.1×105 MPa；μ为材料泊松比，钢取0.3；H为自由状态下碟簧部分的内截锥高度；h为膜片弹簧钢板的厚度；R、r分别为自由状态下碟簧部分大、小端的半径；R1、r1分别为压盘作用点和支承环作用点的半径。
从结构而言，碟簧部分为一完整的截锥，是典型的轴对称结构，取其旋转子午面，可建立如图2所示的轴对称分析模型，其中A、B分别为支承环作用点和压盘作用点的位置。
图2 膜片弹簧轴对称模型
假定某推式膜片弹簧具有如下参数：
材料弹性模量E=2.1×10MPa，材料泊松比μ=0.3
自由状态下碟簧部分的内截锥高度H=4.3mm，膜片弹簧钢板的厚度h=2.6mm 自由状态下碟簧部分大、小端的半径分别为R=105mm、r=83.5mm
压盘作用点的半径R1=103mm，支承环作用点的半径r1=84mm
在Ansys界面环境下，交互式建模的基本过程可按以下的步骤进行。
1、前处理阶段：其基本任务是根据问题的特点，权衡计算成本与精度的要求，建立结构的几何模型，给定材料常数，划分相应的单元网格。
1）建立膜片弹簧的轴对称模型
根据已知条件，该膜片弹簧自由状态下圆锥底角α=arctan
算为度数约为11.31°，而碟簧子午断面长方形长度L=5H≈0.1974弧度，换R rH2+(R r)2≈21.926mm。
启动ANSYS，定义分析标题：File（菜单）→Change Title，在出现的对话框中输入“The Diaphragm Spring”，单击OK以确定。
创建关键点1，坐标(R,0)：ANSYS Main Menu（左侧主菜单）→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS，出现Create Keypoints in Active Coordinate System对话框，在X,Y,Z Location in active CS输入框中输入坐标值105、0、0，单击OK以确定。
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