本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的軸向柱塞變量泵強度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊、工作壓力高、易于實現(xiàn)變量控制,因而在工程機械領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于我國對液壓技術(shù)的研究起步較晚,在軸向柱塞泵的設(shè)計與制造等方面與發(fā)達國家有一定差距,而隨著國內(nèi)工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,對軸向柱塞泵的性能要求也在不斷提高,因此進行軸向柱塞泵工作性能以及結(jié)構(gòu)改進等方面的研究具有重要意義。本文基于有限元數(shù)值求解技術(shù)及ANSYS計算分析軟件對軸向柱塞泵的重要零部件進行有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。首先對軸向柱塞泵配流副的配流工作原理、動態(tài)工作特性及其在額定工況下的流固耦合受力情況進行詳細分析,進而完整準確地得到了配流副動態(tài)工作時的受力邊界條件,然后基于有限元數(shù)值求解技術(shù)及ANSYS計算分析軟件對軸向柱塞泵關(guān)鍵工作部件——配流副進行有限元分析,從而得出配流副在額定工況下的整體受力情況,并繪制出配流副結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變及變形云圖。通過分析結(jié)果并與配流副材料的許用力學性能參數(shù)作比較,判斷軸向柱塞泵配流副結(jié)構(gòu)是否滿足許用強度及最大變形等性能要求。與此同時,本文用同樣的方法分析軸向柱塞泵殼體的受力情況,并對殼體進行有限元分析,得到軸向柱塞泵殼體在額定工況下的應(yīng)力、應(yīng)變、變形云圖以及前6階固有頻率和模態(tài)振型,進而判斷軸向柱塞泵殼體結(jié)構(gòu)是否滿足強度及變形等性能要求。最后,本文以輕量化設(shè)計為目標,利用ANSYS Workbench的Design Explorer模塊對軸向柱塞泵缸體和殼體進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,通過設(shè)置輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù),求得一系列優(yōu)化設(shè)計點,并通過響應(yīng)曲面法來反映輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)之間的影響關(guān)系。通過綜合考慮優(yōu)化目標與實際工況,最終得到滿足輕量化設(shè)計要求的最優(yōu)設(shè)計方案,對提高材料利用率以及降低生產(chǎn)成本具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：軸向柱塞變量泵 ANSYS 強度分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH322
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景與意義9
• 1.2 軸向柱塞泵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 2 軸向柱塞泵簡介17-21
• 2.1 軸向柱塞泵概述17
• 2.2 斜盤式軸向柱塞變量泵的結(jié)構(gòu)與工作原理17-20
• 2.2.1 斜盤式軸向柱塞變量泵結(jié)構(gòu)分析17-18
• 2.2.2 斜盤式軸向柱塞變量泵工作原理18-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 3 軸向柱塞泵配流副強度分析21-45
• 3.1 軸向柱塞泵配流副簡介21-22
• 3.2 軸向柱塞泵配流副受力分析22-26
• 3.2.1 軸向柱塞泵缸體受力分析22-25
• 3.2.2 軸向柱塞泵配流盤受力分析25-26
• 3.3 有限元分析理論及其軟件介紹26-30
• 3.3.1 有限元法概述26-27
• 3.3.2 有限元法分析步驟27-29
• 3.3.3 ANSYS Workbench簡介29-30
• 3.4 軸向柱塞泵缸體有限元強度分析30-37
• 3.4.1 軸向柱塞泵缸體建模30-32
• 3.4.2 施加邊界條件32-35
• 3.4.3 求解與結(jié)果分析35-37
• 3.5 軸向柱塞泵配流盤有限元強度分析37-44
• 3.5.1 軸向柱塞泵配流盤建模37-38
• 3.5.2 施加邊界條件38
• 3.5.3 求解與結(jié)果分析38-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 4 軸向柱塞泵殼體有限元分析45-58
• 4.1 軸向柱塞泵殼體受力分析45-47
• 4.2 軸向柱塞泵殼體有限元強度分析47-49
• 4.2.1 軸向柱塞泵殼體建模47-48
• 4.2.2 求解與結(jié)果分析48-49
• 4.3 軸向柱塞泵有限元模態(tài)分析49-57
• 4.3.1 軸向柱塞泵振動機理分析49-52
• 4.3.2 有限元模態(tài)分析簡介52-53
• 4.3.3 軸向柱塞泵有限元模態(tài)分析53-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)優(yōu)化58-69
• 5.1 優(yōu)化設(shè)計概述58
• 5.2 Design Explorer模塊簡介58-60
• 5.3 軸向柱塞泵缸體結(jié)構(gòu)優(yōu)化60-64
• 5.3.1 參數(shù)設(shè)置與求解60-62
• 5.3.2 響應(yīng)曲面分析62-63
• 5.3.3 優(yōu)化結(jié)果分析63-64
• 5.4 軸向柱塞泵殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化64-68
• 5.4.1 參數(shù)設(shè)置與求解64-65
• 5.4.2 響應(yīng)曲面分析65-66
• 5.4.3 優(yōu)化結(jié)果分析66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75

【參考文獻】

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1 史時喜;恒功率變量泵的特性研究[D];西南交通大學;2008年

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本文編號：979254