本文關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析及工藝設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：連桿是壓縮機(jī)連接曲軸與活塞的部件,在氣缸內(nèi)沿著活塞缸中心平面做著直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連桿承受交變載荷,保證連桿具有滿足各種周期性變化的載荷以及良好的動(dòng)、靜態(tài)力學(xué)特性的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度,是滿足壓縮機(jī)可靠性的重要因素。連桿的設(shè)計(jì)越來越越依靠計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力發(fā)展,有限元分析逐漸成為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必備工序。 論文以ZW-8/8-12型液化氣壓縮機(jī)為研究對(duì)象,主要研究其內(nèi)部的連桿的受力、優(yōu)化以及工藝等問題,內(nèi)容如下： (1)簡要介紹了連桿的結(jié)構(gòu)以及所選壓縮機(jī)的性能參數(shù),根據(jù)所選機(jī)器的結(jié)構(gòu)做出連桿的運(yùn)動(dòng)簡圖,從而得出連桿的受力情況,設(shè)計(jì)出連桿的各個(gè)部件并建立各個(gè)部件的三維模型并裝配。 (2)運(yùn)用SolidWork建立了連桿的各個(gè)零部件的模型,把各個(gè)零部件組裝形成連桿的裝配體,并處理連桿的結(jié)構(gòu)體優(yōu)化了一些對(duì)于零件影響不大,分析時(shí)卻非常占用計(jì)算機(jī)的內(nèi)存的結(jié)構(gòu)。 (3)根據(jù)建立后的連桿模型,選擇四面體劃分連桿的網(wǎng)格,處理了螺栓等特殊的部位,保證了劃分的網(wǎng)格合理性。根據(jù)所受的載荷分析其應(yīng)力分布情況。以連桿的質(zhì)量為目標(biāo)變量,連桿的桿體厚度、桿體的凹槽深度、連桿小頭與桿體之間的過渡圓半徑為設(shè)計(jì)變量,使得連桿的質(zhì)量最小,優(yōu)化了連桿的尺寸。依據(jù)優(yōu)化的結(jié)果對(duì)于連桿相關(guān)尺寸的影響,重新建立連桿的模型,并進(jìn)行有限元分析,從得到的兩組最優(yōu)解內(nèi)最終得到一組解。 (4)對(duì)上述得到最優(yōu)解的連桿,對(duì)其模型進(jìn)行模態(tài)分析,分析其自由模態(tài)與約束模態(tài)兩種狀況下的振型圖,并取其前8階進(jìn)行分析比較,得到了連桿的共振頻率以及容易發(fā)生彎曲與扭振疊加的頻率段。 (5)對(duì)于最優(yōu)解的模型,并根據(jù)修改后圖紙?jiān)O(shè)計(jì)其工藝流程圖,并對(duì)其中存在的問題進(jìn)行修改,并依據(jù)最新的技術(shù),改正得到新的工藝圖。
【關(guān)鍵詞】：連桿 有限元 優(yōu)化 模態(tài)分析 工藝
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH45
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究目的及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 壓縮機(jī)連桿的結(jié)構(gòu)15-16
• 1.4 連桿的材料種類16-18
• 1.4.1 調(diào)質(zhì)鋼16-17
• 1.4.2 非調(diào)質(zhì)鋼17
• 1.4.3 粉末冶金連桿17
• 1.4.4 鈦合金連桿17-18
• 1.4.5 復(fù)合材料18
• 1.5 課題的來源及研究內(nèi)容18-20
• 1.5.1 課題的來源18-20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第2章 壓縮機(jī)主要部件的受力分析與設(shè)計(jì)21-33
• 2.1 受力分析21-25
• 2.2 ZW型壓縮機(jī)主要部件設(shè)計(jì)25-32
• 2.2.1 十字頭的設(shè)計(jì)25-26
• 2.2.2 曲軸的設(shè)計(jì)26-27
• 2.2.3 連桿的設(shè)計(jì)27-30
• 2.2.4 填料的設(shè)計(jì)30-31
• 2.2.5 ZW型壓縮機(jī)虛擬模型的建立31-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第3章 有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化33-49
• 3.1 有限元及軟件介紹33-34
• 3.2 有限元法的分析步驟34-35
• 3.3 有限元網(wǎng)格介紹35-37
• 3.3.1 映射法36
• 3.3.2 基于柵格法36-37
• 3.3.3 幾何分解法37
• 3.4 網(wǎng)格位移理論及劃分原則37-40
• 3.5 網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)價(jià)40
• 3.6 三維模型建立40-41
• 3.7 模型的網(wǎng)格劃分與應(yīng)力分析41-43
• 3.8 ANSYS尺寸優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型43-44
• 3.9 結(jié)構(gòu)優(yōu)化44-45
• 3.10 優(yōu)化結(jié)果比較45-47
• 3.11 本章小結(jié)47-49
• 第4章 連桿模態(tài)分析49-61
• 4.1 模態(tài)分析簡介49-50
• 4.2 模態(tài)分析基本原理50-51
• 4.3 自由模態(tài)分析51-55
• 4.4 約束模態(tài)分析55-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 連桿的加工工藝設(shè)計(jì)61-69
• 5.1 連桿的設(shè)計(jì)原則61-63
• 5.2 機(jī)械加工工藝63-65
• 5.2.1 加工工序分析64-65
• 5.3 工藝優(yōu)化65-67
• 5.3.1 機(jī)器運(yùn)行中出現(xiàn)的問題65
• 5.3.2 解決方案65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 總結(jié)全文69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：291712