叠片联轴器是一种全金属的干式挠性联轴器,可以通过叠片组的弹性变形来补偿主、从动轴之间的各类相对位移。由于结构紧凑、连接可靠、维护方便、环境适应性强等诸多优点,它被广泛应用在航空、舰船和风电等领域。叠片组作为叠片联轴器传递功率和转矩、补偿主从动轴之间不对中的关键性工作零件,有必要对其力学特性进行研究。本文以六孔束腰型叠片联轴器为研究对象,采用材料力学模型、有限元仿真、试验等方法研究了其应力、刚度、阻尼和动态固有特性,对叠片联轴器的设计与使用具有一定的参考价值。论文的主要研究内容如下:(1)分别基于材料力学模型和有限元仿真对叠片联轴器在扭矩、离心力、轴向位移和角向位移单独作用下的应力进行了分析。材料力学模型无法考虑到叠片在螺栓孔附近的应力集中,但在应力集中区域之外,与有限元仿真的结果较为接近,验证了材料力学模型的正确性。有限元仿真结果表明:在四种载荷单独作用下,越靠近中间层的叠片最大等效应力越小,在最外层上最大;各层叠片应力分布整体上关于中间层对称。同时基于有限元仿真研究了螺栓预紧力和叠片间的摩擦系数对叠片最大等效应力的影响。(2)基于材料力学模型分析了叠片组的扭转、轴向、径向和角向等四类刚度。计算结果表明扭转刚度和径向刚度的数量级远远大于轴向刚度和角向刚度,说明叠片联轴器在扭转和径向上是刚性的,主要提供轴向位移和角向位移的补偿。基于有限元仿真分别对叠片联轴器整体及其叠片组的四类刚度进行了分析,研究了螺栓预紧力和叠片间的摩擦系数对各类刚度的影响;并通过静态扭转试验对扭转刚度的大小进行了试验验证。通过动态扭转试验,建立了该型叠片联轴器动态刚度和扭转阻尼系数随激励的频率和振幅变化的幂函数数学模型,结果表明动态刚度随激励的振幅和频率的增大均减小,阻尼系数随激励的振幅和频率的增大也均减小。(3)对束腰形叠片进行了自由模态分析,并对7至14阶固有频率值和叠片几何参数进行了相关性研究,筛选出了对固有频率影响较大的关键参数,并构造了7至14阶固有频率关于叠片外半径和叠片厚度的响应面。基于联轴器在轴向、扭转、横向和角向的简化振动模型和前面仿真法所求的叠片组在各个不对中方向上的刚度值,应用集中质量法进行了固有频率和振型的理论计算,并通过联轴器整体模型的有限元模态分析对计算结果进行了验证。结果表明叠片联轴器轴向振动和角向振动的固有频率远远低于横向振动和扭转振动。