隔膜泵用U型隔膜的设计方法研究及结构优化

发布时间：2021-04-19 00:42

　　本文结合《浙江省科技厅重大专项高浓度固液两相隔膜式输送用泵开发》科研工作,针对传统隔膜泵产品存在隔膜径向尺寸大,导致产品笨重的问题,提出了一种新型隔膜泵用U型隔膜;鉴于目前U型隔膜设计依据的空白,本文借助ANSYS、First-Optimization、Matlab等软件,对U型隔膜的运动变形规律、容腔大小变化、变形与应力分布规律进行了较全面的分析研究,旨在探索U型隔膜变形理论与工程设计方法。主要的研究工作包括:1.提出一种新型隔膜泵用隔膜——U型隔膜。2.建立了U型隔膜挠曲变形的数学方程。应用有限元分析软件ANSYS建立U型隔膜轴对称模型,并对该构件进行仿真试验,在后处理中提取U型隔膜的位移数据,并应用First-Optimization、Matlab等软件进行数据处理,得到U型隔膜在不同压缩、拉伸变形下对应的挠曲变形曲线,并拟合出其数学方程,总结了挠曲变形运动规律。3.推导出U型隔膜工作容腔计算公式。U型隔膜容腔容积的大小与泵的主要性能参数——流量密切相关,本文通过对U型隔膜的运动分析,推导出隔膜结构参数与容腔容积之间的函数关系,为隔膜泵用U型隔膜及其工作容腔的设计计算提供了理论依... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一IU型隔膜结构示意图

憬?ひ荡笱?妒垦?宦畚耐?一4U型隔膜有限元计算模型图2.定义单元类型选取“Hyperelastie”中ZD单元:“ snode183”;在pLANE183的单元选项“Options”中，对该单元进行设置:“ ElementbehaviorK3”中选取“Axisymmetrie”。3.材料模型的选取对弹性体的非线性材料性质进行标定是很困难的。以应变能密度函数为基础，已经发展出几种本构理论，它们适用于超弹性材料的大的弹性变形。这些本构方程分为两类:第一类假定应变能密度是主要应变常量的多项式函数，对于不可压缩材料来说，材料模型一般指几viin材料;若只想用一次项，则指Mooney一Rivlin材料。第二类则假定应变能密度是三个主要拉伸的可分离的函数，所用模型有Ogden、Peng、Peng一Landel材料模型。Gent和Ycoh指出，高次应变能函数的实用价值很小，因为类橡胶材料的重现性是不足够的，不允许对大量的参数进行估计。因此附加项只是用来修正试验误差〔59]。在本论文中，将采用ogden模型。在简单的拉伸中

占=o.olsm，占=o.oZom，占=o.o25m，占=o.o35m;面载荷是U型隔膜在工作过程中，受输送介质与驱动介质共同作用下，带动隔膜挠曲变形在其表面产生的瞬时压差，其值为80Pa。图2一6为隔膜压缩与拉伸约束、载荷加载示意图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。二八川 川‘‘，。:入川 川川二一二面载一 一:::，，:。/位移约束”，“::‘.言， :{{{{{位移约束 束代代’一”~一 一一 l，:3

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本文编号：3146484