本文關(guān)鍵詞：筒型測力傳感器的動態(tài)仿真及優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：水泵被廣泛用于當(dāng)代社會的各個行業(yè)中，是應(yīng)用最為普遍的機(jī)械裝置之一，其性能的優(yōu)劣往往起到?jīng)Q定性作用。水泵主軸性能是評判水泵整體性能的關(guān)鍵，軸向力與徑向力則是影響主軸性能的主要因素。對其進(jìn)行實時監(jiān)測，能夠為水泵葉輪、力平衡裝置的研發(fā)提供準(zhǔn)確參數(shù)。為評定水泵工作狀態(tài)提供可靠依據(jù)，從而有效提高水泵整體性能。因此，開展對軸向力與徑向力精確測量的研究是極其必要的，而且具有重大的現(xiàn)實意義和學(xué)術(shù)價值。 本文介紹了水泵軸向力及徑向力主要的產(chǎn)生原因，，以及測試的發(fā)展現(xiàn)狀、目的和意義。針對水泵主軸結(jié)構(gòu)及其力的特性，基于測力傳感器的工作原理設(shè)計一種筒型彈性元件。將測力筒固定于水泵泵軸之間，當(dāng)水泵運轉(zhuǎn)時該彈性元件將隨著水泵一起轉(zhuǎn)動，從而得到泵軸真實的受力情況。利用ANSYS有限元仿真軟件，建立筒型彈性元件的仿真模型，在靜態(tài)仿真時施加外力模仿水泵工作狀態(tài)，建立取值路徑提取出軸向應(yīng)變、徑向應(yīng)變等，為應(yīng)變片的粘貼位置提供了理論基礎(chǔ)和參考。并確定了測量軸向力與徑向力時不相互干擾的四臂全橋連接方式�？紤]到彈性元件在電機(jī)的帶動下作旋轉(zhuǎn)運動時，靜態(tài)仿真不能完全模擬出動態(tài)情況。因此為了更真實地模擬機(jī)構(gòu)的動態(tài)性能，對彈性元件進(jìn)行動態(tài)仿真，利用模態(tài)分析方法得到彈性元件的固有頻率。并添加轉(zhuǎn)速等條件進(jìn)行動態(tài)仿真，與靜態(tài)仿真應(yīng)變值結(jié)果進(jìn)行對比。對彈性元件進(jìn)行多組實驗對比，對其幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。以綜合位移量為主要限制指標(biāo)，盡量提高靈敏度及固有頻率，調(diào)整測力筒內(nèi)徑的厚度及變化的長度，從多方面進(jìn)行比較最終找出最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計，使測力傳感器具備最優(yōu)性能，分析結(jié)果將為彈性元件的設(shè)計與制造提供依據(jù)。 將應(yīng)變片按照指定位置粘貼在彈性元件上，對構(gòu)件施加不同大小的壓力，利用應(yīng)變儀測量1/4橋路的應(yīng)變輸出值，并與仿真結(jié)果進(jìn)行對比。利用最小二乘法對實際測量值進(jìn)行了直線擬合處理，具有良好的線性度，并對產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行了初步分析。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH38;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1243301