本文關(guān)鍵詞：一體化電動液壓動力單元的輕量化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)的液壓動力單元一般是將電動機和液壓泵由聯(lián)軸器連接在一起,呈現(xiàn)“三段式”的離散結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、噪聲大、效率低、存在潛在的外泄漏等缺點。本課題研究的一體化電動液壓動力單元是將電動機與液壓泵集成為一體的新一代液壓動力單元,它具有低噪聲、無外泄漏、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,與傳統(tǒng)動力單元相比,它在結(jié)構(gòu)尺寸上約減小了一半,且質(zhì)量也大大減小。而該液壓動力單元還可以進行基于殼體的輕量化設(shè)計,使得它不僅能夠適應(yīng)航空航天、船舶機械等特殊的應(yīng)用領(lǐng)域,同時能夠達到節(jié)能環(huán)保的目標。 本文針對課題組研制出的一體化電動液壓動力單元輕量化的問題,通過理論分析結(jié)合ANSYS軟件的數(shù)值模擬,對液壓動力單元殼體的強度、剛度進行分析,并通過采用輕質(zhì)材料替換原殼體材料、改進殼體構(gòu)件尺寸的方法來進行輕量化設(shè)計。由于出油口壓蓋存在著疲勞破壞的危險,故分別對不同型號鋁合金材料的壓蓋進行疲勞壽命分析。研究分析發(fā)現(xiàn),液壓動力單元原殼體結(jié)構(gòu)的強度、剛度和疲勞壽命都很高,其殼體的輕量化改進具有很大的空間；通過對輕量化殼體的強度、剛度與疲勞分析,結(jié)合材料密度、成本等因素選出最優(yōu)材料為6061型鋁合金。采用6061鋁合金后,殼體質(zhì)量減小了70.1%,可見輕量化設(shè)計具有明顯的效果。 本論文的主要內(nèi)容如下： 第1章,闡述了本課題的研究背景、目的和意義；概述了液壓動力單元在國內(nèi)、外的發(fā)展概況及本課題組對于一體化電動液壓動力單元的研究成果；最后概括了本文的主要研究內(nèi)容。 第2章,介紹了一體化電動液壓動力單元的結(jié)構(gòu),并簡要介紹了其工作原理,運用結(jié)構(gòu)靜力學理論闡述了結(jié)構(gòu)強度、剛度、疲勞壽命的計算和分析的機理；介紹了輕量化設(shè)計的原理,包括輕質(zhì)材料的介紹與選用、多種不同材料連接問題等。 第3章,針對一體化電動液壓動力單元殼體的結(jié)構(gòu)進行較為系統(tǒng)的靜力分析。通過運用ANSYS仿真分析了殼體各零部件的強度、剛度；針對殼體上的連接件進行了連接強度分析；液壓泵出口存在壓力脈動,故對出油口壓蓋進行了疲勞壽命分析。結(jié)果表明液壓動力單元各零部件在輕量化改進方面有較大空間。 第4章,通過采用輕質(zhì)材料、減小結(jié)構(gòu)尺寸的方法對液壓電機泵進行了基于殼體的輕量化設(shè)計。計算分析了對輕量化殼體的強度與剛度,分析了異種材料的連接強度,并分別對四種型號鋁合金材料的出油口壓蓋進行疲勞壽命計算。最后通過對比輕量化殼體的計算結(jié)果,結(jié)合不同型號鋁合金的屈服強度、密度、價格等因素進行綜合分析,選取出最優(yōu)的替換材料為6061型鋁合金。
【關(guān)鍵詞】：一體化電動液壓動力單元 輕量化 殼體 結(jié)構(gòu)靜力分析 鋁合金
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH137
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-19
• 本章摘要10
• 1.1 課題研究目的及意義10-11
• 1.2 液壓動力單元的研究與發(fā)展概況11-17
• 1.2.1 國外液壓動力單元的研究與發(fā)展11-14
• 1.2.2 國內(nèi)液壓動力單元的研究與發(fā)展14-16
• 1.2.3 輕量化液壓元件與系統(tǒng)的研究與發(fā)展16-17
• 1.3 論文主要內(nèi)容17-19
• 第2章 一體化電動液壓動力單元輕量化設(shè)計的基本理論19-28
• 本章摘要19
• 2.1 一體化電動液壓動力單元的結(jié)構(gòu)與工作原理19-20
• 2.2 一體化電動液壓動力單元輕量化設(shè)計基礎(chǔ)理論20-23
• 2.2.1 強度21
• 2.2.2 剛度21-22
• 2.2.3 疲勞壽命22-23
• 2.3 一體化電動液壓動力單元輕量化設(shè)計方法23-27
• 2.3.1 輕量化設(shè)計概述23-24
• 2.3.2 輕質(zhì)材料分析24-26
• 2.3.3 多材料連接26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 一體化電動液壓動力單元殼體的結(jié)構(gòu)靜力學分析28-43
• 本章摘要28
• 3.1 一體化電動液壓動力單元殼體的強度與剛度分析28-38
• 3.1.1 有限元計算模型28-32
• 3.1.2 計算條件與約束設(shè)置32-34
• 3.1.3 強度計算結(jié)果及分析34-38
• 3.1.4 剛度計算結(jié)果及分析38
• 3.2 一體化電動液壓動力單元殼體的疲勞壽命分析38-42
• 3.2.1 葉片泵壓力脈動的計算39-40
• 3.2.2 材料疲勞條件設(shè)置40-41
• 3.2.3 疲勞壽命計算結(jié)果及分析41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 一體化電動液壓動力單元輕量化殼體的設(shè)計43-54
• 本章摘要43
• 4.1 輕量化殼體的設(shè)計43-44
• 4.1.1 基于鋁合金材料的設(shè)計43
• 4.1.2 基于殼體零部件的尺寸設(shè)計43-44
• 4.2 輕量化殼體的強度與剛度分析44-49
• 4.2.1 輕量化殼體的計算模型44
• 4.2.2 輕量化殼體的強度計算44-48
• 4.2.3 輕量化殼體的剛度計算48-49
• 4.3 輕量化殼體的疲勞壽命分析49-52
• 4.3.1 輕量化殼體的疲勞條件設(shè)置49
• 4.3.2 輕量化殼體的疲勞壽命計算49-52
• 4.4 鋁合金型號的選用52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 總結(jié)與展望54-56
• 參考文獻56-61
• 致謝61-62
• 附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表及錄用學術(shù)論文62
• 附錄B 科研實踐62

【參考文獻】

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本文編號：343964