BY004-1型轴向柱塞泵缸体变形分析及结构优化

发布时间：2017-05-19 11:16

  本文关键词：BY004-1型轴向柱塞泵缸体变形分析及结构优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对BY004-1型轴向柱塞泵缸体出现的柱塞卡死、柱塞孔磨损、配流副泄漏以及缸体体积较大等问题,采用有限元方法,结合相关理论,通过对缸体的模拟分析、应力应变计算、结构优化等系列分析研究,探讨了BY004-1型柱塞泵缸体的变形对柱塞运动、柱塞孔磨损和配流副泄漏的影响,运用ANSYS-Workbench的优化模块对缸体进行结构优化,提出了其小型化,轻量化的最优解。 在深入分析和掌握斜盘式轴向柱塞泵工作原理的基础上,针对BY004-1型缸体出现的柱塞卡死、柱塞孔磨损、配流副泄漏问题,从缸体-柱塞摩擦副摩擦磨损特征分析入手,利用ANSYS-Workbench分析软件建立有限元模型,分析摩擦副的动态受力状况。研究了缸体在轻载、正常、重载情况下变形对柱塞卡死及柱塞孔磨损的影响,并结合已有的平行缝隙间泄漏量计算公式推导出由缸体端面变形导致配流副之间的间隙变为楔形缝隙时的泄漏量计算公式,这对准确评估柱塞泵容积效率是十分必要的。 在综合分析缸体-柱塞摩擦副应力应变、磨损、卡死、泄露、效率的基础上,又对BY004-1型柱塞泵缸体进行了轻量化、小型化的结构优化设计,应用ANSYS-Workbench有限元分析工具及其优化模块,对柱塞孔壁厚、柱塞孔圆心分度圆半径与体积、应力、应变等关系进行探讨,通过响应曲面的形式来观察设计变量的变化对性能参数的影响情况,并提出了缸体轻量化、小型化的最优解。与原结构相比,在同等工作条件下,本设计可使体积减16.16%,显著提高了材料的利用率,降低了企业的生产成本,为此类部件结构优化提供了一种高效、可行的方法。
【关键词】：柱塞泵 ANSYS-Workbench 柱塞卡死 泄漏 结构优化 响应曲面
【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】：TH322
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 轴向柱塞泵的发展及国内外研究现状13-19
• 1.1.1 液压技术的概述13-14
• 1.1.2 液压泵的发展状况14-15
• 1.1.3 轴向柱塞泵15-16
• 1.1.4 斜盘式轴向柱塞泵三大摩擦副的国内外研究状况16-19
• 1.2 优化设计Design Explorer简介19-21
• 1.2.1 ANSYS-Workbench软件的介绍19
• 1.2.2 Design Explorer模块简介19-20
• 1.2.3 Design Explorer的特点20
• 1.2.4 ANSYS-Workbench优化设计Design Explorer的步骤20-21
• 1.3 本文研究的主要目的、意义和主要内容21-22
• 1.4 本章小结22-23
• 第二章 BY004-1型缸体变形有限元基本理论23-31
• 2.1 斜盘式轴向柱塞泵的结构23
• 2.2 斜盘式轴向柱塞泵工作原理23-24
• 2.3 缸体受力分析24-28
• 2.4 有限元法FEA与计算机辅助工程CAE28-30
• 2.4.1 有限元分析的过程28-29
• 2.4.2 计算机辅助工程(CAE)介绍29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 缸体变形对柱塞运动及柱塞孔磨损的影响31-42
• 3.1 BY004-1缸体有限元分析31-36
• 3.1.1 缸体建模及导入31
• 3.1.2 材料属性的添加和网格划分31
• 3.1.3 边界条件施加31-36
• 3.2 有限元结果分析36-41
• 3.2.1 缸体变形对柱塞副失效影响36-38
• 3.2.2 柱塞孔磨损情况的研究38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第四章 BY004-1型缸体配流副泄漏量42-51
• 4.1 BY004-1缸体配流副楔形缝隙泄漏量计算公式的推导42-46
• 4.1.1 平行缝隙泄漏量的推导42-45
• 4.1.2 楔形缝隙泄漏量的推导45-46
• 4.2 BY004-1缸体变形对配流副泄漏量的影响46-50
• 4.2.1 BY004-1缸体配流副泄漏量46-48
• 4.2.2 BY004-1缸体配流副泄漏量对容积效率的影响48-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 BY004-1型缸体结构优化51-64
• 5.1 优化设计的原理51
• 5.2 BY004-1缸体结构优化的步骤51-58
• 5.2.1 定义参数51-54
• 5.2.2 观察优化参数54-58
• 5.3 响应曲面58-61
• 5.4 结果分析61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士期间发表的论文69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：378545