压缩机连杆的结构优化分析及工艺设计

发布时间：2017-04-08 01:05

  本文关键词：压缩机连杆的结构优化分析及工艺设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：连杆是压缩机连接曲轴与活塞的部件,在气缸内沿着活塞缸中心平面做着直线往复运动。连杆承受交变载荷,保证连杆具有满足各种周期性变化的载荷以及良好的动、静态力学特性的疲劳强度和结构刚度,是满足压缩机可靠性的重要因素。连杆的设计越来越越依靠计算机的计算能力发展,有限元分析逐渐成为产品结构设计的必备工序。 论文以ZW-8/8-12型液化气压缩机为研究对象,主要研究其内部的连杆的受力、优化以及工艺等问题,内容如下： (1)简要介绍了连杆的结构以及所选压缩机的性能参数,根据所选机器的结构做出连杆的运动简图,从而得出连杆的受力情况,设计出连杆的各个部件并建立各个部件的三维模型并装配。 (2)运用SolidWork建立了连杆的各个零部件的模型,把各个零部件组装形成连杆的装配体,并处理连杆的结构体优化了一些对于零件影响不大,分析时却非常占用计算机的内存的结构。 (3)根据建立后的连杆模型,选择四面体划分连杆的网格,处理了螺栓等特殊的部位,保证了划分的网格合理性。根据所受的载荷分析其应力分布情况。以连杆的质量为目标变量,连杆的杆体厚度、杆体的凹槽深度、连杆小头与杆体之间的过渡圆半径为设计变量,使得连杆的质量最小,优化了连杆的尺寸。依据优化的结果对于连杆相关尺寸的影响,重新建立连杆的模型,并进行有限元分析,从得到的两组最优解内最终得到一组解。 (4)对上述得到最优解的连杆,对其模型进行模态分析,分析其自由模态与约束模态两种状况下的振型图,并取其前8阶进行分析比较,得到了连杆的共振频率以及容易发生弯曲与扭振叠加的频率段。 (5)对于最优解的模型,并根据修改后图纸设计其工艺流程图,并对其中存在的问题进行修改,并依据最新的技术,改正得到新的工艺图。
【关键词】：连杆 有限元 优化 模态分析 工艺
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 研究目的及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 压缩机连杆的结构15-16
• 1.4 连杆的材料种类16-18
• 1.4.1 调质钢16-17
• 1.4.2 非调质钢17
• 1.4.3 粉末冶金连杆17
• 1.4.4 钛合金连杆17-18
• 1.4.5 复合材料18
• 1.5 课题的来源及研究内容18-20
• 1.5.1 课题的来源18-20
• 1.5.2 研究内容20
• 1.6 本章小结20-21
• 第2章 压缩机主要部件的受力分析与设计21-33
• 2.1 受力分析21-25
• 2.2 ZW型压缩机主要部件设计25-32
• 2.2.1 十字头的设计25-26
• 2.2.2 曲轴的设计26-27
• 2.2.3 连杆的设计27-30
• 2.2.4 填料的设计30-31
• 2.2.5 ZW型压缩机虚拟模型的建立31-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第3章 有限元结构优化33-49
• 3.1 有限元及软件介绍33-34
• 3.2 有限元法的分析步骤34-35
• 3.3 有限元网格介绍35-37
• 3.3.1 映射法36
• 3.3.2 基于栅格法36-37
• 3.3.3 几何分解法37
• 3.4 网格位移理论及划分原则37-40
• 3.5 网格质量评价40
• 3.6 三维模型建立40-41
• 3.7 模型的网格划分与应力分析41-43
• 3.8 ANSYS尺寸优化的数学模型43-44
• 3.9 结构优化44-45
• 3.10 优化结果比较45-47
• 3.11 本章小结47-49
• 第4章 连杆模态分析49-61
• 4.1 模态分析简介49-50
• 4.2 模态分析基本原理50-51
• 4.3 自由模态分析51-55
• 4.4 约束模态分析55-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第5章 连杆的加工工艺设计61-69
• 5.1 连杆的设计原则61-63
• 5.2 机械加工工艺63-65
• 5.2.1 加工工序分析64-65
• 5.3 工艺优化65-67
• 5.3.1 机器运行中出现的问题65
• 5.3.2 解决方案65-67
• 5.4 本章小结67-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 总结全文69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：压缩机连杆的结构优化分析及工艺设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：291712