恒压变量柱塞泵特性及关键元件有限元分析

发布时间：2017-07-06 06:18

  本文关键词：恒压变量柱塞泵特性及关键元件有限元分析

  更多相关文章： 恒压变量柱塞泵 特性分析 AMESim 有限元分析 ANSYS-Workbench

【摘要】：随着社会的进步,能源日渐短缺,这种危机不断地困扰着人们,产品如何节能成为焦点。在这一背景下,作为液压系统动力源的节能型液压泵的研制和开发也就显得尤为紧迫。恒压变量柱塞泵在其变量控制范围内能保持系统压力恒定、流量与负载相适应的特点使系统能在无溢流或少溢流的情况下运行,正好符合节能的需求。因此,本课题选择恒压变量柱塞泵进行相关研究。首先,介绍了课题的研究背景,介绍了国内外研究现状,并介绍了问题的研究方法和所用软件。其次,阐述了恒压变量柱塞泵的组成及工作原理,并建立恒压变量柱塞泵的数学模型,对其关键元件进行受力分析,为下文的AMESim建模、ANSYS-Workbench分析做准备。再次,采用AMESim软件建立恒压变量柱塞泵的仿真模型,并进行动态特性的仿真分析。分别在负载对恒压变量柱塞泵的影响、系统压力对恒压变量柱塞泵的影响、压力-流量特性及柱塞的液压冲击四种情况下进行了分析。针对流量脉动情况,提出一种新型配流盘结构,并对其进行了分析。然后,针对恒压变量柱塞泵的一大部件—传动轴,运用ANSYS-Workbench软件进行模态分析、结构静力学分析和谐响应分析,得到其前10阶固有频率、振型、具体的受力情况及结构对频率的响应情况。最后,针对恒压变量柱塞泵的另一大部件一缸体,运用ANSYS-Workbench软件进行强度分析和疲劳寿命分析,得到其具体的受力情况及安全系数、寿命和损坏情况。
【关键词】：恒压变量柱塞泵 特性分析 AMESim 有限元分析 ANSYS-Workbench
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 引言10-12
• 1 绪论12-21
• 1.1 恒压变量柱塞泵产生的背景12-13
• 1.2 国内外轴向柱塞泵的发展状况13-17
• 1.2.1 轴向柱塞泵概述13
• 1.2.2 国外轴向柱塞泵的研究状况13-15
• 1.2.3 国内轴向柱塞泵的研究状况15-17
• 1.3 课题研究的意义17-18
• 1.4 课题研究方法综述18-19
• 1.4.1 恒压变量柱塞泵动态特性仿真的介绍18-19
• 1.4.2 有限元分析的介绍19
• 1.5 本论文研究内容19-20
• 1.6 本章小结20-21
• 2 恒压变量柱塞泵的工作原理及受力分析21-31
• 2.1 恒压变量柱塞泵的结构21-22
• 2.2 恒压变量柱塞泵的工作原理22-23
• 2.3 恒压变量柱塞泵的数学建模23-24
• 2.4 恒压变量柱塞泵传动轴的受力分析24-25
• 2.5 恒压变量柱塞泵缸体的受力分析25-30
• 2.5.1 斜盘对缸体的作用力25-26
• 2.5.2 配流盘对缸体的作用力与力矩26-29
• 2.5.3 油压对缸体壁的作用力及轴的驱动力矩29
• 2.5.4 柱塞对缸体的作用力29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 3 恒压变量柱塞泵的建模与仿真31-53
• 3.1 AMESim软件的相关介绍31-32
• 3.2 恒压变量柱塞泵的建模与仿真32-42
• 3.2.1 变量液压缸的AMESim建模与分析33-34
• 3.2.2 恒压阀的AMESim建模与分析34-36
• 3.2.3 恒压变量柱塞泵AMESim模型的建立36-42
• 3.3 动态特性的仿真分析42-52
• 3.3.1 负载对恒压变量柱塞泵的影响42-44
• 3.3.2 系统压力对恒压变量柱塞泵的影响44-46
• 3.3.3 压力-流量特性46-48
• 3.3.4 柱塞的液压冲击48-51
• 3.3.5 配流盘结构的优化51-52
• 3.4 本章小结52-53
• 4 传动轴的有限元分析53-66
• 4.1 传动轴的模态分析53-58
• 4.1.1 传动轴模型的建立53-54
• 4.1.2 定义材料属性54
• 4.1.3 网格划分54-55
• 4.1.4 施加约束55
• 4.1.5 求解及计算结果分析55-58
• 4.2 传动轴的结构静力学分析58-62
• 4.2.1 添加材料库及材料属性58-59
• 4.2.2 网格划分59
• 4.2.3 施加载荷与约束59-60
• 4.2.4 结果后处理60-62
• 4.3 传动轴的谐响应分析62-65
• 4.3.1 谐响应分析项目的创建62-63
• 4.3.2 施加载荷63
• 4.3.3 结果后处理63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 缸体的强度分析和疲劳分析66-76
• 5.1 缸体的强度分析66-71
• 5.1.1 缸体模型的建立66-67
• 5.1.2 添加材料库及材料属性67-68
• 5.1.3 网格划分68
• 5.1.4 施加载荷与约束68-69
• 5.1.5 结果后处理69-71
• 5.2 缸体的疲劳分析71-75
• 5.2.1 疲劳分析的前处理72
• 5.2.2 施加载荷72-73
• 5.2.3 结果后处理73-75
• 5.3 本章小结75-76
• 6 结论76-78
• 参考文献78-81
• 作者简历81-83
• 学位论文数据集83

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本文编号：525047