基于ANSYS的軸向柱塞變量泵強(qiáng)度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊、工作壓力高、易于實(shí)現(xiàn)變量控制，因而在工程機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于我國(guó)對(duì)液壓技術(shù)的研究起步較晚，在軸向柱塞泵的設(shè)計(jì)與制造等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距，而隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)軸向柱塞泵的性能要求也在不斷提高，因此進(jìn)行軸向柱塞泵工作性能以及結(jié)構(gòu)改進(jìn)等方面的研究具有重要意義。
　　本文基于有限元數(shù)值求解技術(shù)及ANSYS計(jì)算分析軟件對(duì)軸向柱塞泵的重要零部件進(jìn)行有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先對(duì)軸向柱塞泵配流副的

2、配流工作原理、動(dòng)態(tài)工作特性及其在額定工況下的流固耦合受力情況進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)而完整準(zhǔn)確地得到了配流副動(dòng)態(tài)工作時(shí)的受力邊界條件，然后基于有限元數(shù)值求解技術(shù)及ANSYS計(jì)算分析軟件對(duì)軸向柱塞泵關(guān)鍵工作部件—配流副進(jìn)行有限元分析，從而得出配流副在額定工況下的整體受力情況，并繪制出配流副結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變及變形云圖。通過(guò)分析結(jié)果并與配流副材料的許用力學(xué)性能參數(shù)作比較，判斷軸向柱塞泵配流副結(jié)構(gòu)是否滿足許用強(qiáng)度及最大變形等性能要求。與此同時(shí)，本文用同

3、樣的方法分析軸向柱塞泵殼體的受力情況，并對(duì)殼體進(jìn)行有限元分析，得到軸向柱塞泵殼體在額定工況下的應(yīng)力、應(yīng)變、變形云圖以及前6階固有頻率和模態(tài)振型，進(jìn)而判斷軸向柱塞泵殼體結(jié)構(gòu)是否滿足強(qiáng)度及變形等性能要求。
　　最后，本文以輕量化設(shè)計(jì)為目標(biāo)，利用ANSYS Workbench的Design Explorer模塊對(duì)軸向柱塞泵缸體和殼體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)置輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)，求得一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)，并通過(guò)響應(yīng)曲面法來(lái)反映輸入?yún)?shù)和輸出