Analisi numerica FEM di giunti elastici lamellari : studio dei fenomeni di buckling e verifica statica sotto specifiche condizioni di carico

This thesis deals with the FEM numerical analysis of laminated flexible couplings, used in power transmission applications. Specifically a coupling for wind turbines shafts is investigated. In particular the study is focused on the pack of plates, the effects of the pre-stretching, the buckling critical load and the parameters influency the joint performance as a whole. On this latter aspect, proper static analysis, verify that the coupling actually respects the behavior required, under specific load conditions, paying attention to torsional stiffness and flexibility to axial and bending misalignments. Moreover the results of these analysis show that an increase of the pre-stretching allow to raise the critical buckling load, in agreement with the theory of buckling. At the same time the knowledge of the coupling static behavior (for the different considered models) aids to choose the optimal solution for the given application.

Questo lavoro di tesi riguarda un’analisi numerica FEM di giunti elastici lamellari, utilizzati nelle applicazioni di trasmissione di potenza, in particolare sugli alberi di turbine eoliche. In particolare lo studio è stato focalizzato sul pacco lamellare, sugli effetti di pre-tensionamento, sul carico critico di buckling e sui parametri che influenzano le prestazioni del giunto nel suo complesso. Riguardo a quest’ultimo aspetto, è stato poi verificato, con opportune analisi statiche, che il giunto elastico rispettasse effettivamente il comportamento reale richiesto, sotto specifiche condizioni di carico, ponendo attenzione alla rigidità torsionale e alla flessibilità ai disallineamenti assiali e angolari. I risultati delle analisi hanno mostrato come un aumento del pre-tensionamento consente di innalzare il carico critico di buckling, in accordo con la teoria del buckling, e come il comportamento statico del giunto sui diversi tipi analizzati, aiuti la scelta della soluzione ottimale per l’applicazione.