隔膜泵用U型隔膜的設(shè)計方法研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
發(fā)布時間:2021-04-19 00:42
本文結(jié)合《浙江省科技廳重大專項高濃度固液兩相隔膜式輸送用泵開發(fā)》科研工作,針對傳統(tǒng)隔膜泵產(chǎn)品存在隔膜徑向尺寸大,導(dǎo)致產(chǎn)品笨重的問題,提出了一種新型隔膜泵用U型隔膜;鑒于目前U型隔膜設(shè)計依據(jù)的空白,本文借助ANSYS、First-Optimization、Matlab等軟件,對U型隔膜的運動變形規(guī)律、容腔大小變化、變形與應(yīng)力分布規(guī)律進行了較全面的分析研究,旨在探索U型隔膜變形理論與工程設(shè)計方法。主要的研究工作包括:1.提出一種新型隔膜泵用隔膜——U型隔膜。2.建立了U型隔膜撓曲變形的數(shù)學方程。應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS建立U型隔膜軸對稱模型,并對該構(gòu)件進行仿真試驗,在后處理中提取U型隔膜的位移數(shù)據(jù),并應(yīng)用First-Optimization、Matlab等軟件進行數(shù)據(jù)處理,得到U型隔膜在不同壓縮、拉伸變形下對應(yīng)的撓曲變形曲線,并擬合出其數(shù)學方程,總結(jié)了撓曲變形運動規(guī)律。3.推導(dǎo)出U型隔膜工作容腔計算公式。U型隔膜容腔容積的大小與泵的主要性能參數(shù)——流量密切相關(guān),本文通過對U型隔膜的運動分析,推導(dǎo)出隔膜結(jié)構(gòu)參數(shù)與容腔容積之間的函數(shù)關(guān)系,為隔膜泵用U型隔膜及其工作容腔的設(shè)計計算提供了理論依...
【文章來源】:浙江工業(yè)大學浙江省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
一IU型隔膜結(jié)構(gòu)示意圖
憬?ひ蕩笱?妒墾?宦畚耐?一4U型隔膜有限元計算模型圖2.定義單元類型選取“Hyperelastie”中ZD單元:“ snode183”;在pLANE183的單元選項“Options”中,對該單元進行設(shè)置:“ ElementbehaviorK3”中選取“Axisymmetrie”。3.材料模型的選取對彈性體的非線性材料性質(zhì)進行標定是很困難的。以應(yīng)變能密度函數(shù)為基礎(chǔ),已經(jīng)發(fā)展出幾種本構(gòu)理論,它們適用于超彈性材料的大的彈性變形。這些本構(gòu)方程分為兩類:第一類假定應(yīng)變能密度是主要應(yīng)變常量的多項式函數(shù),對于不可壓縮材料來說,材料模型一般指幾viin材料;若只想用一次項,則指Mooney一Rivlin材料。第二類則假定應(yīng)變能密度是三個主要拉伸的可分離的函數(shù),所用模型有Ogden、Peng、Peng一Landel材料模型。Gent和Ycoh指出,高次應(yīng)變能函數(shù)的實用價值很小,因為類橡膠材料的重現(xiàn)性是不足夠的,不允許對大量的參數(shù)進行估計。因此附加項只是用來修正試驗誤差〔59]。在本論文中,將采用ogden模型。在簡單的拉伸中
占=o.olsm,占=o.oZom,占=o.o25m,占=o.o35m;面載荷是U型隔膜在工作過程中,受輸送介質(zhì)與驅(qū)動介質(zhì)共同作用下,帶動隔膜撓曲變形在其表面產(chǎn)生的瞬時壓差,其值為80Pa。圖2一6為隔膜壓縮與拉伸約束、載荷加載示意圖。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。二八川 川‘‘,。:入川 川川二一二面載一 一:::,,:。/位移約束”,“::‘.言, :{{{{{位移約束 束代代’一”~一 一一 l,:3
【參考文獻】:
期刊論文
[1]導(dǎo)重準則法在前車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 石光林,陳樹勛,梁光明. 中國工程機械學報. 2008(02)
[2]隔膜壓縮機金屬膜片受力變形的分析[J]. 王興國,吳立志,肖云鋒. 北京石油化工學院學報. 2008(01)
[3]簡化有限元方法的波紋管模態(tài)分析[J]. 劉文川,張錫文,何楓. 應(yīng)用力學學報. 2007(02)
[4]基于ANSYS的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化[J]. 趙霞,邰英樓. 遼寧工程技術(shù)大學學報. 2006(S2)
[5]往復(fù)式活塞隔膜泵的技術(shù)參數(shù)及核心技術(shù)[J]. 凌學勤. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2006(05)
[6]波紋管應(yīng)力分析研究進展[J]. 劉巖,段玫,張道偉. 管道技術(shù)與設(shè)備. 2006(04)
[7]高壓煤漿泵隔膜破裂的原因分析及維修改造[J]. 王建軍,郭良軍. 化肥工業(yè). 2006(04)
[8]液壓驅(qū)動隔膜泵的特性及隔膜撓曲控制系統(tǒng)[J]. 葉曉琰,張生昌,許建強,蔣青. 流體機械. 2006(07)
[9]橡膠材料的本構(gòu)模型[J]. 朱艷峰,劉鋒,黃小清,李麗娟. 橡膠工業(yè). 2006(02)
[10]直線電機車輛沙漏式橡膠彈簧的非線性分析[J]. 諶強,胡用生,張濟民. 城市軌道交通研究. 2005(06)
本文編號:3146484
【文章來源】:浙江工業(yè)大學浙江省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
一IU型隔膜結(jié)構(gòu)示意圖
憬?ひ蕩笱?妒墾?宦畚耐?一4U型隔膜有限元計算模型圖2.定義單元類型選取“Hyperelastie”中ZD單元:“ snode183”;在pLANE183的單元選項“Options”中,對該單元進行設(shè)置:“ ElementbehaviorK3”中選取“Axisymmetrie”。3.材料模型的選取對彈性體的非線性材料性質(zhì)進行標定是很困難的。以應(yīng)變能密度函數(shù)為基礎(chǔ),已經(jīng)發(fā)展出幾種本構(gòu)理論,它們適用于超彈性材料的大的彈性變形。這些本構(gòu)方程分為兩類:第一類假定應(yīng)變能密度是主要應(yīng)變常量的多項式函數(shù),對于不可壓縮材料來說,材料模型一般指幾viin材料;若只想用一次項,則指Mooney一Rivlin材料。第二類則假定應(yīng)變能密度是三個主要拉伸的可分離的函數(shù),所用模型有Ogden、Peng、Peng一Landel材料模型。Gent和Ycoh指出,高次應(yīng)變能函數(shù)的實用價值很小,因為類橡膠材料的重現(xiàn)性是不足夠的,不允許對大量的參數(shù)進行估計。因此附加項只是用來修正試驗誤差〔59]。在本論文中,將采用ogden模型。在簡單的拉伸中
占=o.olsm,占=o.oZom,占=o.o25m,占=o.o35m;面載荷是U型隔膜在工作過程中,受輸送介質(zhì)與驅(qū)動介質(zhì)共同作用下,帶動隔膜撓曲變形在其表面產(chǎn)生的瞬時壓差,其值為80Pa。圖2一6為隔膜壓縮與拉伸約束、載荷加載示意圖。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。二八川 川‘‘,。:入川 川川二一二面載一 一:::,,:。/位移約束”,“::‘.言, :{{{{{位移約束 束代代’一”~一 一一 l,:3
【參考文獻】:
期刊論文
[1]導(dǎo)重準則法在前車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 石光林,陳樹勛,梁光明. 中國工程機械學報. 2008(02)
[2]隔膜壓縮機金屬膜片受力變形的分析[J]. 王興國,吳立志,肖云鋒. 北京石油化工學院學報. 2008(01)
[3]簡化有限元方法的波紋管模態(tài)分析[J]. 劉文川,張錫文,何楓. 應(yīng)用力學學報. 2007(02)
[4]基于ANSYS的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化[J]. 趙霞,邰英樓. 遼寧工程技術(shù)大學學報. 2006(S2)
[5]往復(fù)式活塞隔膜泵的技術(shù)參數(shù)及核心技術(shù)[J]. 凌學勤. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2006(05)
[6]波紋管應(yīng)力分析研究進展[J]. 劉巖,段玫,張道偉. 管道技術(shù)與設(shè)備. 2006(04)
[7]高壓煤漿泵隔膜破裂的原因分析及維修改造[J]. 王建軍,郭良軍. 化肥工業(yè). 2006(04)
[8]液壓驅(qū)動隔膜泵的特性及隔膜撓曲控制系統(tǒng)[J]. 葉曉琰,張生昌,許建強,蔣青. 流體機械. 2006(07)
[9]橡膠材料的本構(gòu)模型[J]. 朱艷峰,劉鋒,黃小清,李麗娟. 橡膠工業(yè). 2006(02)
[10]直線電機車輛沙漏式橡膠彈簧的非線性分析[J]. 諶強,胡用生,張濟民. 城市軌道交通研究. 2005(06)
本文編號:3146484
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