轴向柱塞泵的有限元分析及壳体的优化设计

发布时间：2017-05-28 18:12

  本文关键词：轴向柱塞泵的有限元分析及壳体的优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要对SCY14-1B型轴向柱塞泵的主要部件——缸体、传动轴和壳体的结构进行了有限元分析，并对柱塞泵振动影响最大的部件——壳体进行了结构优化设计。 轴向柱塞泵在工作时，缸体在主轴动力、壳体约束力、油膜压力以及各个柱塞往复运动时的摩擦力的共同作用下产生比较复杂的振动。为了避免缸体在运行过程中发生共振现象，采用实体建模软件Pro/E建立缸体的几何模型，利用ANSYS软件对缸体进行模态分析。通过对缸体的有限元模型定义材料属性和划分网格，选择模态分析的方法，施加约束，并对设置好的模型进行求解，最后分析得到缸体的固有频率和振型。 传动轴可以连接很多传动部件，还可以传递转矩，与这些传动部件一起做回转运动，并通过机架和轴承来联结。为了传动轴在工作时能够安全可靠地运行，利用ANSYS软件对该传动轴进行结构静力分析和模态分析，，通过对传动轴有限元模型定义单元类型和材料属性，划分网格，设置边界条件，求解后得到该传动轴静力分析的位移、应力和形变云图与模态分析的各阶频率和振型图，并对所得结果进行了分析。 轴向柱塞泵在工作时，壳体在传动轴和缸体、柱塞、配油盘等部件，以及油膜压力的共同作用下产生复杂的振动。利用ANSYS软件对壳体进行模态分析，通过一些必要的设置，得出壳体的模态结果，并对该结果进行分析，然后对该壳体进行结构优化，使其在不增加质量的前提下，避开其固有频率，以避免壳体在工作中发生共振，从而保证整个柱塞泵的安全运行。
【关键词】：轴向柱塞泵 ANSYS 静力分析 模态分析
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH322
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景和意义10-12
• 1.1.1 课题研究的背景10-11
• 1.1.2 课题研究的意义11-12
• 1.2 轴向柱塞泵的概况12-14
• 1.2.1 轴向柱塞泵的分类12-13
• 1.2.2 轴向柱塞泵的发展13-14
• 1.3 柱塞泵国内外的研究情况14-17
• 1.3.1 柱塞泵国外的研究现状14-16
• 1.3.2 柱塞泵国内的研究现状16-17
• 1.4 课题研究的主要内容和技术路线17-19
• 第二章 有限元分析的基本理论和 ANSYS 软件介绍19-26
• 2.1 有限元法的基本理论19-22
• 2.1.1 有限元法的简介19-20
• 2.1.2 有限元法的分析过程20-22
• 2.2 有限元模态分析的理论基础22-23
• 2.3 ANSYS 软件简介23-26
• 2.3.1 ANSYS 的特点23-24
• 2.3.2 ANSYS 的分析步骤24-26
• 第三章 轴向柱塞泵缸体模型的建立及其模态分析26-41
• 3.1 柱塞泵缸体模型的建立26-30
• 3.1.1 确定建模方案26
• 3.1.2 确定建模方法26-28
• 3.1.3 在 Pro/E 中创建几何模型28-30
• 3.2 Pro/E 与 ANSYS 模型的转化方法30-31
• 3.3 选择单元类型31-32
• 3.4 定义材料属性32-33
• 3.5 网格划分33-35
• 3.6 施加约束35-36
• 3.7 求解及计算结果分析36-40
• 3.8 本章小结40-41
• 第四章 轴向柱塞泵传动轴的有限元分析41-61
• 4.1 传动轴的模态分析41-49
• 4.2 传动轴的结构静力分析49-60
• 4.2.1 选择单元类型49
• 4.2.2 定义材料属性49-50
• 4.2.3 网格划分50-52
• 4.2.4 约束与载荷处理52-53
• 4.2.5 求解及计算结果分析53-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第五章 轴向柱塞泵壳体的模态分析及其结构优化61-75
• 5.1 柱塞泵壳体的模态分析61-69
• 5.1.1 柱塞泵壳体模型的建立61-62
• 5.1.2 建立分析模型62-64
• 5.1.3 定义材料属性64-65
• 5.1.4 网格的划分65
• 5.1.5 壳体的模态分析65-69
• 5.2 柱塞泵壳体的结构优化69-74
• 5.2.1 确定壳体的优化方案69-70
• 5.2.2 优化壳体的模态分析70-74
• 5.3 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-78
• 6.1 论文总结75-76
• 6.2 研究工作展望76-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务和研究成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

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本文编号：403197