螺桿鉆具馬達線型優(yōu)化設(shè)計方法的研究
本文關(guān)鍵詞:螺桿鉆具馬達線型優(yōu)化設(shè)計方法的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:螺桿鉆具由于其結(jié)構(gòu)和性能方面的優(yōu)點,近幾十年來,在鉆井、修井、石油天然氣鉆采機械及機床加工等方面應(yīng)用越來越廣泛,螺桿馬達是螺桿鉆具的主要動力部件,它由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成,而轉(zhuǎn)子和定子的線型質(zhì)量決定著螺桿馬達的工作性能。隨著螺桿線型的多樣化、專業(yè)化,傳統(tǒng)解析式型的求解方法存在設(shè)計難度大、參數(shù)不方便調(diào)整等缺點,為此本文根據(jù)馬達運動原理,用數(shù)值方法解決螺桿馬達線型的優(yōu)化設(shè)計,對離散點進行擬合,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文應(yīng)用嚙合理論原理,采用樣條函數(shù)作為擬合曲線,進行數(shù)值分析,得到離散的定子與轉(zhuǎn)子共軛線型。通過選定目標函數(shù),對影響因子較大的條件進行約束,實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計模型。以簡單函數(shù)尋求解析解的方法為基礎(chǔ),擴散到以數(shù)值分析為基礎(chǔ)尋求優(yōu)化解的范圍。將簡單函數(shù)求解法與樣條插值法進行比較,從而證實優(yōu)化方法的有效性與可行性。同時,通過擬合曲線的實現(xiàn)證實所選樣條函數(shù)的優(yōu)越性,實現(xiàn)由轉(zhuǎn)子到定子的轉(zhuǎn)化,并利用對稱性將半周期圖還原為全周期圖。最后用實例進行驗證分析,證實所選擬合曲線的正確性以及優(yōu)化方法的合理性與準確性。本文對螺桿鉆具馬達線型優(yōu)化設(shè)計提出了數(shù)值優(yōu)化方法,有利于線型工作的進一步開展和研究,為實際生產(chǎn)工作奠定了理論基礎(chǔ),起到一定的推動作用。
【關(guān)鍵詞】:馬達線型 優(yōu)化 轉(zhuǎn)子 定子 螺桿鉆具 曲線擬合
【學位授予單位】:沈陽工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TE921
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-13
- 1.1 研究背景及意義8-9
- 1.2 螺桿鉆具馬達的基本結(jié)構(gòu)及工作原理9-10
- 1.2.1 螺桿鉆具的基本結(jié)構(gòu)9
- 1.2.2 螺桿鉆具馬達的工作原理9-10
- 1.3 螺桿鉆具馬達線型的研究現(xiàn)狀及螺桿鉆具的發(fā)展趨勢10-11
- 1.3.1 國內(nèi)外專家對螺桿鉆具馬達線型的研究10-11
- 1.3.2 螺桿鉆具的發(fā)展趨勢11
- 1.4 本文的主要工作11-13
- 第2章 預(yù)備知識13-24
- 2.1 數(shù)學相關(guān)理論知識基礎(chǔ)13-21
- 2.1.1 曲線擬合理論13-20
- 2.1.1.1 最小二乘法原理13-14
- 2.1.1.2 多項式插值原理14-17
- 2.1.1.3 三次樣條插值函數(shù)的定義17-18
- 2.1.1.4 樣條插值函數(shù)的確定18-20
- 2.1.2 對稱性理論20-21
- 2.2 機械相關(guān)理論知識基礎(chǔ)21-24
- 2.2.1 螺桿鉆具馬達嚙合理論21-22
- 2.2.2 齒輪嚙合理論22-24
- 第3章 曲線擬合算法的實現(xiàn)24-35
- 3.1 用戶界面部分24-26
- 3.2 曲線擬合算法部分26-35
- 3.2.1 最小二乘法實現(xiàn)27-30
- 3.2.2 多項式插值實現(xiàn)30-32
- 3.2.3 三次樣條函數(shù)插值實現(xiàn)32-35
- 第4章 螺桿鉆具馬達共軛線型的優(yōu)化設(shè)計35-40
- 4.1 螺桿鉆具馬達的共軛線型35-36
- 4.2 螺桿鉆具馬達線型的優(yōu)化設(shè)計模型36-39
- 4.2.1 目標函數(shù)36-37
- 4.2.2 約束條件37-39
- 4.2.2.1 無曲率干涉37
- 4.2.2.2 具備足夠的齒形接觸強度37-38
- 4.2.2.3 共軛線型的光滑連續(xù)性38-39
- 4.3 具體實例分析39-40
- 第5章 模型實現(xiàn)及定子生成40-43
- 5.1 模型實現(xiàn)40-41
- 5.2 定子生成41-43
- 第6章 結(jié)論43-44
- 參考文獻44-47
- 在學研究成果47-48
- 致謝48
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本文關(guān)鍵詞:螺桿鉆具馬達線型優(yōu)化設(shè)計方法的研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:274614
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