本文關鍵詞：交變載荷下乳化液泵曲軸有限元分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著綜采工藝的不斷發(fā)展，乳化液泵也向高壓大流量，結構緊湊化方向發(fā)展。曲軸系統(tǒng)作為乳化液泵重要的機械傳動部件，是乳化液泵最重要的部件之一。它的整體結構、曲拐的空間分布及尺寸參數(shù)在很大程度上影響泵的整體結構，因其承受著巨大的周期性交變載荷，產生強大的交變扭轉應力和彎曲應力，所以極易造成曲軸的彎曲變形甚至疲勞斷裂。因此,如何較準確地得到曲軸的應力與變形的大小及分布，校核其疲勞強度，估算其疲勞壽命，對曲軸結構優(yōu)化和改進設計具有重要意義。 本文以MRB400/31.5型乳化液泵為研究對象，對乳化液泵的中心曲柄連桿機構進行運動學和動力學分析計算，得到柱塞和連桿的位移、速度和加速度以及作用在曲軸上并隨曲柄轉角周期性變化的力的函數(shù)關系式，并以實例每隔10°為一研究工況，利用MATLAB編程得到作用在曲軸各曲拐上的徑向力和切向力，，為后面有限元分析各工況提供載荷邊界條件。 利用三維軟件CATIA對乳化液泵曲軸進行符合實際情況的建模，采用ABAQUS軟件對其進行了整體有限元分析，研究了整體曲軸在各工況下的應力和變形狀況，并得到應力最大工況位置。根據(jù)應力響應結果并結合材料特性，校核了該乳化液泵曲軸在交變載荷下的疲勞強度，并建立曲軸-支承接觸模型，運用接觸有限元方法研究整體曲軸強度，并對主軸頸剛性支承模型和接觸有限元模型兩種方法進行比較分析，為曲軸強度設計和技術改進提供了參考依據(jù)。
【關鍵詞】：乳化液泵 曲軸 CATIA 有限元ABAQUS 動載荷
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TD40;TH38
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 選題的背景及研究的意義8-9
• 1.1.1 選題的背景8
• 1.1.2 研究的意義8-9
• 1.2 乳化液泵曲軸國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展9-11
• 1.3 本文研究內容11
• 1.4 本章小結11-12
• 2 曲柄連桿機構的動力學分析計算12-29
• 2.1 曲柄連桿機構的運動學分析12-14
• 2.1.1 曲柄運動13
• 2.1.2 柱塞運動13-14
• 2.1.3 連桿運動14
• 2.2 曲柄連桿機構受力分析14-16
• 2.2.1 柱塞端面液體壓力14-15
• 2.2.2 慣性力15
• 2.2.3 摩擦力15
• 2.2.4 綜合柱塞力15-16
• 2.2.5 柱塞側向力、連桿力及輸出扭矩16
• 2.3 計算結果分析16-21
• 2.3.1 柱塞連桿運動學16-18
• 2.3.2 曲柄-連桿機構受力分析18-21
• 2.4 曲軸受力分析及計算21-23
• 2.5 曲軸受力實例計算23-28
• 2.5.1 乳化液泵曲軸參數(shù)23-24
• 2.5.2 研究工況確定24-28
• 2.6 本章小結28-29
• 3 有限元法及曲軸模型建立29-35
• 3.1 有限元法29-32
• 3.1.1 有限元法簡介29-31
• 3.1.2 有限元分析軟件 ABAQUS31-32
• 3.2 曲軸幾何模型的建立32-34
• 3.2.1 CATIA 三維軟件32-33
• 3.2.2 幾何模型建立33-34
• 3.3 本章小結34-35
• 4 曲軸有限元分析35-50
• 4.1 曲軸有限元模型的建立35-36
• 4.1.1 曲軸有限元分析過程35-36
• 4.1.2 定義單元屬性36
• 4.2 網(wǎng)格劃分36-37
• 4.3 曲軸整體有限元分析37-40
• 4.3.1 主軸頸剛性支承37-38
• 4.3.2 載荷的計算38-40
• 4.4 計算結果及分析40-47
• 4.4.1 應力分析42-44
• 4.4.2 不同加載方式的比較44-45
• 4.4.3 主軸頸剛性支承計算結果分析45
• 4.4.4 應變分析45-47
• 4.5 曲軸強度校核47-48
• 4.5.1 曲軸靜強度校核47-48
• 4.5.2 曲軸疲勞強度校核48
• 4.6 本章小結48-50
• 5 曲軸強度的接觸有限元分析50-59
• 5.1 接觸問題及其在 ABAQUS 中的應用50-52
• 5.1.1 接觸問題分析50-51
• 5.1.2 ABAQUS 接觸問題有限元分析介紹51-52
• 5.2 建立曲軸和支座接觸模型52-53
• 5.3 整體曲軸接觸分析53-57
• 5.3.1 劃分網(wǎng)格以及生成接觸單元53-54
• 5.3.2 定義接觸54-55
• 5.3.3 邊界條件的施加55-56
• 5.3.4 計算結果及分析56-57
• 5.4 主軸頸剛性支承、接觸有限元法的比較57-58
• 5.5 本章小結58-59
• 6 結論與展望59-61
• 6.1 結論59
• 6.2 展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-65
• 附錄65

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：交變載荷下乳化液泵曲軸有限元分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：401546