搜索泵軸組件的動力學(xué)分析
2017-03-02 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
泵在工作過程中高速旋轉(zhuǎn),帶動泵軸組件上的斜盤,不斷推動或拉動柱塞往復(fù)運動,完成泵吸油和排油的工作。本文敘述了泵軸組件的動力學(xué)分析,通過MSC.ADAMS的仿真,獲得泵軸組件的受力。
1 概述
泵在工作過程中高速旋轉(zhuǎn),帶動泵軸組件上的斜盤,不斷推動或拉動柱塞往復(fù)運動,完成泵吸油和排油的工作。泵在工作過程中,泵軸組件是高速旋轉(zhuǎn)的,柱塞沿泵的軸向方向做直線往復(fù)運動,泵軸組件的質(zhì)心位置,必然會引起泵客體支撐部位的受力變化,因此,對其進行動力學(xué)分析是很有必要的。泵的模型很大約有幾十個零件,運動模型卻不大只有幾個零件,但是用手工是很難計算出結(jié)果的,需要采用專業(yè)的機構(gòu)運動學(xué)仿真軟件。在分析過程中,采用SOLIDWORKS軟件建立模型,通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模型的數(shù)據(jù)格式,輸入到MSC.ADAMS中,可以準確、快捷地獲得結(jié)果數(shù)據(jù),并進行多次仿真。
2 分析模型的建立
由于泵的零件比較多,而且分析的目的在于泵軸組件的受力,因此,只對泵軸組件進行建模,在SOLIDWORKS軟件中建立模型,通過PARASOLID(* .X_T)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化。
2.1 模型
泵軸組件主要由以下零件組成:泵軸、前斜盤、后斜盤、銷釘?shù)冉M成。前、后斜盤主要是通過銷釘和軸上的彈簧固定在軸上的,前、后斜盤在工作過程中,可能會存在一個軸向移動的調(diào)整過程,這與固定斜盤的彈簧剛度有很大的關(guān)系,由于分析的目的是運動部件,所以簡化模型,認為前、后斜盤是固定在軸上的。見圖1。
圖1 簡化模型圖
2.2 材料與屬性
計算中所使用的材料參數(shù)如下:
合金鋼的材料參數(shù):
彈性模量:206GPa
材料密度:7.9e+3kg/m3
泊松比:0.3
長度單位為:mm
2.3 模型載荷和約束圖
泵在工作過程中的轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分,仿真時考察泵旋轉(zhuǎn)一周的結(jié)果,仿真速度為s=10000x360/60=6xE4(°/s),仿真時間為t=6Xe-3(s)。 泵的前、后斜盤是由泵客體組件支撐的,運動仿真時,對泵軸組件的前、后斜盤分別施加旋轉(zhuǎn)副,其中一個旋轉(zhuǎn)副是過約束,仿真時軟件會自動探測到,并在計算時自動取消過約束,從而獲得前、后斜盤支持部分的約束反力,見圖2。
前、后斜盤采用合并(布爾操作)的方式處理,而不采用施加固定副的方式,好處在于可以減少模型的自由度,簡化模型。
圖2 運動模型圖
3 計算結(jié)果圖
通過快速的仿真,獲得以下結(jié)果:模型質(zhì)心X、Y、Z方向的受力,支撐部位的X、Y、Z方向的受力。
圖3 前斜盤支撐部位的受力
圖4 后斜盤支撐部位的受力
圖5 質(zhì)心的位移
4 分析與結(jié)論
由圖4、5、6可得到泵組件前、后斜盤支撐部位的受力情況和組件質(zhì)心的位移結(jié)果。從圖3、4可知前、后斜盤的支撐部位, Y、Z方向的受力,在泵旋轉(zhuǎn)一周時,是周期變化的,這可能是泵軸組件的質(zhì)心與動平衡中心不重合引起的,從圖5的結(jié)果,也可以說明這個結(jié)論。
泵的運動過程是非常復(fù)雜的,在工作過程會受到工作介質(zhì)流體的作用力、結(jié)構(gòu)中彈簧的作用力等等,采用傳統(tǒng)、常規(guī)的設(shè)計手段是很難了解泵工作的細節(jié),必須借助先進的軟件工具,結(jié)合工程實踐經(jīng)驗,才能提高設(shè)計效率和精度。MSC.ADAMS為設(shè)計人員提供了一個很好了解運動和力關(guān)系的平臺,幫助設(shè)計人員了解運動和力的細節(jié)。
相關(guān)標簽搜索：泵軸組件的動力學(xué)分析 Ansys有限元培訓(xùn) Ansys workbench培訓(xùn) ansys視頻教程 ansys workbench教程 ansys APDL經(jīng)典教程 ansys資料下載 ansys技術(shù)咨詢 ansys基礎(chǔ)知識 ansys代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Abaqus培訓(xùn)
