<一>、聯(lián)軸器膜片的承受載荷作用
膜片組是聯(lián)軸器膜片的主要彈性元件。膜片組在運轉(zhuǎn)過程中承受拉伸、擠壓、剪切等復(fù)合力，處于復(fù)雜的受力狀態(tài)，并由此來傳遞轉(zhuǎn)矩和運動，吸收振動和補償偏差。
由于聯(lián)軸器中其他零件的剛度比膜片大得多，且膜片受力情況較為復(fù)雜，故這里只研討膜片的應(yīng)力分析。為了簡化計算，不考慮各膜片間微小的相對運動產(chǎn)生的表面剪力，即將所有膜片視為一個整體。膜片承受的載荷有以下幾種：
一、膜片組的強迫位移
聯(lián)軸器膜片工作時，膜片組件傳遞的扭矩很大，實踐證明：聯(lián)軸器膜片的主要失效不是由膜片組件的傳扭能力不足引起，而是膜片所受交變循環(huán)復(fù)合應(yīng)力所致。而這種復(fù)合應(yīng)力多是由聯(lián)軸器膜片所聯(lián)接的兩軸不對中產(chǎn)生的附加載荷引起的。
二、聯(lián)軸器膜片的軸向偏移
聯(lián)軸器膜片的軸向偏移K，受聯(lián)軸器的規(guī)格以及螺栓數(shù)量影響，聯(lián)軸器規(guī)格越大，所能承受的軸向偏移越大。軸向偏移會對膜片產(chǎn)生很大的應(yīng)力，為確定聯(lián)軸器使用壽命的長期，要求安裝時膜片之間盡可能緊密，膜片盡可能平整。由于熱脹冷縮而導(dǎo)致的設(shè)備軸向偏差需要考慮進去。對于雙膜片式聯(lián)軸器，聯(lián)軸器軸向偏移經(jīng)過中間體兩邊的膜片組平均后，膜片組的軸向偏移為聯(lián)軸器膜片軸向偏移的一半。
三、聯(lián)軸器膜片的角向偏移
軸線角向的安裝誤差，使膜片沿軸線方向發(fā)生周期性彎曲變形，它是決定膜片疲勞壽命的主要因素。聯(lián)軸器膜片角向偏移，大的角向偏移將使膜片組承受很大的附加彎矩。對于雙膜片式聯(lián)軸器，膜片組的角向偏移是聯(lián)軸器的角向偏移的一半。
四、膜片承受的轉(zhuǎn)矩
聯(lián)軸器膜片傳遞轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)矩是通過主動螺栓利用膜片元件帶動從動螺栓，轉(zhuǎn)矩在膜片中產(chǎn)生的沿螺栓分布圓切線方向的拉壓力。扭矩使膜片產(chǎn)生的拉伸或壓縮應(yīng)力隨工況而變化，但運行工況一些時，可看作不變應(yīng)力。
五、膜片承受的離心應(yīng)力
聯(lián)軸器膜片通常是安裝在傳動軸上，高轉(zhuǎn)速機械的離心慣性力在結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算中重要。由螺栓、墊圈等的質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力和由膜片組自身質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力方向均沿徑向向外，使膜片組受到離心拉應(yīng)力。膜片承受的離心應(yīng)力隨轉(zhuǎn)速而有大變化，但運行工況一些時，也可看作不變應(yīng)力。
<二>、聯(lián)軸器膜片運行過程
膜片在運行過程中受到的是拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，以及在三向位移補償時產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力和高周循環(huán)疲勞應(yīng)力。為了適應(yīng)各種工況條件，理想的膜片材料應(yīng)具有：高抗拉強度和疲勞強度；高不易腐蝕和抗微動磨損能力。
通過在各種載荷情況下對膜片進行靜強度分析計算，可以判斷所設(shè)計的膜片能否承受限度的載荷。從膜片的靜強度分析結(jié)果可知，膜片的應(yīng)力沒有超過給定材料的屈服強度，在膜片所受的載荷中，拉力和角位移都是變化的載荷。結(jié)構(gòu)或材料在受到多次重復(fù)變化的載荷作用后，應(yīng)力值沒有超過材料的強度限，甚至比彈性限度還低的情況下就可能發(fā)生破壞，疲勞破壞已經(jīng)成為引起結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。單單分析各種載荷情況下的靜強度并不能確定一種設(shè)計方案是否正確，疲勞問題也是進行膜片設(shè)計時需要考慮的。利用有限元方法并借助于有限元分析計算軟件對膜片進行靜強度分析，可以比較準(zhǔn)確地計算出各種載荷情況下膜片的應(yīng)力、應(yīng)變及位移狀況。并且在靜強度分析的基礎(chǔ)上，再對聯(lián)軸器膜片進行疲勞分析，看它能不能達到風(fēng)電機組20年的壽命要求。
對膜片進行受力分析，膜片受到的載荷有：①扭距在膜片中產(chǎn)生的拉壓力，②由軸線偏斜而引起的彎矩，③螺栓與膜片質(zhì)量離心力，④膜片軸向位移引起的彈性推力，⑤螺栓預(yù)緊力。扭矩T使膜片產(chǎn)生的拉伸或壓縮壓力和質(zhì)量離心力應(yīng)力都隨轉(zhuǎn)速而變化。安裝運行工況一些時，①、②、④、⑤均屬于不變應(yīng)力。彎矩M使膜片產(chǎn)生彈性推力，且在軸每轉(zhuǎn)一圈時應(yīng)力循環(huán)變換一次。聯(lián)軸器膜片的主要失效不是由于膜片組件傳扭能力不足，而是膜片和螺栓在交變循環(huán)復(fù)合應(yīng)力作用下的疲勞所致。本章先計算膜片的強度，膜片的疲勞計算在下一章進行。
膜片承受的轉(zhuǎn)矩主要靠主、從螺栓間膜片的拉壓受力傳遞。為了簡化計算，作以下基本假設(shè)：
一、假定每個主動螺栓所受的力相等，該力沿驅(qū)動方向；
二、在運行過程中，膜片端部保持平行。
三、僅考慮傳遞扭矩引起的應(yīng)力。
四、不計各膜片間微小的相對運動產(chǎn)生的表面剪力，即將所有膜片視為一整體。
