基于增材制造螺杆转子结构轻量化设计与分析

发布时间：2020-10-13 08:24

　　 根据增材制造的成型特点,针对传统实体结构螺杆转子加工程序繁琐和耗材较多的问题,提出对传统实体结构螺杆转子轻量化设计思路;通过对螺杆转子内部结构的空腔化设计,建立三维实体模型,分析螺杆转子的实际工况,利用ANSYS Workbench对新型结构螺杆转子进行结构特性分析,并得出新型结构螺杆转子可以满足实际工作需求;利用增材制造的成形特点对螺杆转子内部进行空腔化设计,达到轻量化要求。
【部分图文】：

根据表1所示的转子参数,通过MATLAB计算得到转子型线离散的点,并将点的坐标导入UG三维建模软件中,通过螺旋扫掠拉伸得到阴阳转子三维实体结构模型,如图1所示。螺杆压缩机的工作循环是由每对相互啮合的齿相继完成相同的吸气、压缩和排气三个过程,在保证转子齿形完整的基础上,根据增材制造的成形特点,对转子内部进行空腔化结构设计,以达到对转子结构轻量化设计目的。转子等壁厚为5mm,通过分析测量新型结构转子的体积质量,较实体结构转子的体积质量相对减少25.6%。新型结构阴阳转子模型如图2所示。

将啮合后的转子模型导入ANSYS Workbench中,设置阴、阳转子的材料为40Cr,泊松比μ=0.2,密度ρ=7850kg/m3,弹性模量E=210GPa[12]。选择四面体划分网格,将网格单元设为2mm,最终划分的单元格总数为2173654个,节点总数为3194931个。网格划分结果如图3所示。图3 阴、阳转子网格划分

阴、阳转子网格划分
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本文编号：2838950