本文關(guān)鍵詞：水泵軸向力彈性元件設(shè)計及傳感器標定

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【摘要】：隨著時代的不斷發(fā)展，水泵越來越多的應(yīng)用在各個部門，水泵軸向力的大小是影響水泵能否可靠安全運行的關(guān)鍵因素之一。如果水泵軸向力過大，會影響水泵的安全運行、減少水泵的使用壽命，，造成嚴重的后果。所以，軸向力問題對水泵能否處于安全可靠運行狀態(tài)起到了重要的作用。 本文介紹了水泵軸向力測量的國內(nèi)外相關(guān)文獻，闡述了水泵軸向力的產(chǎn)生原因，了解了國內(nèi)外軸向力測試的發(fā)展現(xiàn)狀和意義。介紹了ANSYS有限元法的特點和思想，以及測力彈性元件的基本結(jié)構(gòu)，利用有限元法通過有限元模型建立、網(wǎng)格劃分、求解和后處理等步驟對彈性元件進行仿真分析，對壓強加載、多點集中力加載和單點分散力加載三種加載方式進行分析和比較，在均勻受力的時候應(yīng)選擇壓強加載方式，彈性元件的最大應(yīng)變?yōu)?38με，最大應(yīng)力為235MPa，最大應(yīng)力在材料的屈服極限443MPa之內(nèi)。對軸向力彈性元件結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，分別改變對施力面角度、測力環(huán)厚度和施力面?zhèn)�數(shù)，并且對其進行有限元分析，通過比較各個結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)變值、最大應(yīng)力值、靈敏度和軸向位移壓縮量，得到彈性元件的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。介紹了軸向力的測力方法，本文采用了間接測力的方法進行軸向力測試。設(shè)計了硬件測試系統(tǒng)，主要由應(yīng)變傳感器、電橋激勵電路、前置放大電路和采集系統(tǒng)構(gòu)成，對各個電路部分進行了詳細的設(shè)計和分析，抑制了電路零漂的缺點。電路的采集系統(tǒng)應(yīng)用了數(shù)據(jù)采集卡，為USB-1608FS型號，說明了采集卡的特點和用處。利用LabVIEW軟件編寫上位機程序，介紹了LabVIEW的特點和界面設(shè)計。本文對靜態(tài)特性進行了描述，介紹了靜態(tài)特性參數(shù)，給出了靜態(tài)標定系統(tǒng)的原理框圖，詳細的描述了靜態(tài)標定的各個步驟及環(huán)節(jié)。通過加載卸載的試驗標定，得到了系統(tǒng)靜態(tài)標定的擬合曲線。 最后用設(shè)計好的彈性元件和測力系統(tǒng)對水泵軸向力進行了測試，根據(jù)靜態(tài)標定得到的曲線，計算得到了軸向力的大小。
【關(guān)鍵詞】：軸向力 彈性元件 有限元分析 測試 靜態(tài)標定
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH38;TP212
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 水泵軸向力的產(chǎn)生原因10-11
• 1.3 軸向力測試的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.4 LabVIEW 虛擬儀器技術(shù)14-15
• 1.5 論文工作的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 軸向力彈性元件的有限元分析17-30
• 2.1 ANSYS 有限元法基本思想17-18
• 2.2 彈性元件的基本結(jié)構(gòu)18-20
• 2.3 彈性元件的仿真20-28
• 2.3.1 有限元的創(chuàng)建20-22
• 2.3.2 有限元的加載計算22-28
• 2.4 取值路徑上的應(yīng)變數(shù)據(jù)分析28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 軸向力彈性元件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計30-41
• 3.1 角度影響30-31
• 3.1.1 減小角度30-31
• 3.1.2 增大角度31
• 3.2 厚度影響31-34
• 3.2.1 測力環(huán)厚度為 20mm31-32
• 3.2.2 測力環(huán)厚度為 17mm32-33
• 3.2.3 測力環(huán)厚度為 14mm33-34
• 3.3 施力面?zhèn)�數(shù)的影響34-39
• 3.3.1 減少施力面?zhèn)�數(shù)34-37
• 3.3.2 增加施力面?zhèn)�數(shù)37-39
• 3.4 優(yōu)化比較39-40
• 3.4.1 靈敏度39
• 3.4.2 屈服極限39
• 3.4.3 最大位移壓縮量39-40
• 3.4.4 優(yōu)化結(jié)果40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 水泵軸向力測力系統(tǒng)設(shè)計41-57
• 4.1 軸向力測力方法41-42
• 4.2 硬件測力系統(tǒng)框圖42-43
• 4.3 應(yīng)變傳感器43-44
• 4.4 應(yīng)變電橋激勵源44-48
• 4.5 前置放大電路48-52
• 4.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)52-55
• 4.6.1 數(shù)據(jù)采集卡52-53
• 4.6.2 LabVIEW 程序設(shè)計53-55
• 4.7 測試系統(tǒng)55-56
• 4.8 本章小結(jié)56-57
• 第五章 傳感器的靜態(tài)標定57-72
• 5.1 傳感器的靜態(tài)特性57-59
• 5.2 彈性元件的靜態(tài)標定59-62
• 5.3 數(shù)據(jù)擬合62-66
• 5.4 數(shù)據(jù)處理66-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論72-73
• 參考文獻73-75
• 附錄 A 系統(tǒng)的測試電路75-76
• 在學(xué)研究成果76-77
• 致謝77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：793567