大型卧式旋转设备限位装置的结构优化设计的研究

发布时间：2016-06-28 22:11

  本文关键词：大型卧式旋转设备限位装置的结构优化设计的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《合肥工业大学》 2013年

大型卧式旋转设备限位装置的结构优化设计的研究

刘燕  

【摘要】：机电旋转设备是工程技术领域十分重要的传动设备,而其限位装置则更是体现机电旋转设备工作性能的关键装置。但至今对机电旋转设备限位装置的设计主要是以传统机械设计方法为主,使得一些设计的结果常常保留很大余地(譬如强度远远满足要求),且设计结果主要是以生产物理样机来进行全方位的性能测试,以至于耗资费时又效果欠佳。为此,特以大型卧式旋转设备的限位装置的设计为研究对象,将虚拟样机技术引入到限位装置的研究设计中,对其进行虚拟设计、虚拟建模、虚拟分析、虚拟仿真以及结构优化,并进行了样机试生产及现场测试等,从而节约成本和理论研究时间,实践证明本研究费效比是理想的。 首先对大型卧式旋转设备限位装置的现状和所面临的问题进行分析与研究,提出以机械设计理念为基础,以节能安全可靠为目的,利用Solid Works三维软件建立限位装置的虚拟样机模型。 将限位装置的虚拟样机模型导入ANSYS中对其进行静力分析和模态分析。由静态分析结果得知该限位装置的强度较好、变形量较小,可以对其进行优化设计；由模态分析结果得知该限位装置的前二阶固有频率较小,有待于优化提高。 再利用ANSYS和ADAMS软件联合完成限位装置虚拟样机的刚柔耦合仿真分析(主要是利用ANSYS软件生成ADAMS所需要的阀芯柔性文件,即模态中性文件MNF),仿真分析结果可以得到阀芯的受力图,转矩图、角速度图和角加速度图,确定设计的合理性,为限位装置的优化设计提供一定的理论依据。 将多目标优化引入到限位装置的结构设计中,根据设计变量数和水平数选取合适的正交试验表,利用命令流(ANSYS分析时的GUI操作转换为命令流)通过ANSYS软件完成对不同限位装置的快速分析,然后计算处理所得的实验数据,最后将优化结果在Excel中用图形的方式表示,根据图形最终分析得到限位装置的最佳组合方案。 最后,在虚拟样机性能测试完毕后,进行小范围的试生产,效果显著后再进行大范围的应用推广。

【关键词】：
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH122
【目录】：

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本文编号：62974