五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化

作者：伊祖瑶,魏修亭,李智钦,等. 日期：2024-09-26/span> 浏览：419 查看PDF文档

五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化*
伊祖瑶,魏修亭*,李智钦,于跃龙,王文迎,马泽

(山东理工大学 机械工程学院,山东 淄博 255000)


摘要:针对五对置柱塞泵曲轴在实际工况下存在的失效、共振问题,以五对置柱塞泵曲轴为例,采用理论分析和有限元分析的方法,对曲轴进行了仿真分析、结构优化和强度校核。首先,采用了ANSYS有限元分析法,研究了5DW150/16对置式柱塞泵曲轴多工况下的应力应变云图与模态响应云图,分析了曲轴不同工况下的危险截面和共振问题;然后,采用了支撑结构优化与响应面法优化两种优化方法,研究了支撑方式与结构参数对曲轴应力应变的影响;最后,采用了理论公式强度校核方法,对优化前后的曲轴是否满足设计要求进行了验证。研究结果表明:五拐两支撑结构曲轴的危险截面出现在曲柄销的过渡圆角处,不会出现共振现象;采用全支撑结构增强了曲轴的抗冲击能力,降低了曲轴的颤动,提高了整体载荷能力,保证了泵的平稳运行;采用响应面法优化后的曲轴,最大等效应力减小了15.8%,最大变形量减小了14.04%;优化前后的曲轴可以满足强度要求。

关键词:五对置柱塞泵;曲轴;最大等效应力;模态分析;支撑结构;响应面法分析;疲劳强度校核

中图分类号:TH322文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)09-1656-10


本文引用格式:

伊祖瑶,魏修亭,李智钦,等.五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化［J］.机电工程,2024,41(9):1656-1665.

YI Zuyao, WEI Xiuting, LI Zhiqin, et al. Multi-condition analysis and optimization of crankshaft of five-opposed plunger pump［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(9):1656-1665.