五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化

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。

高性能双软管隔膜泵曲轴可靠性设计

针对某高性能双软管隔膜泵国产化研制项目的核心零件曲轴进行结构可靠性设计。通过对曲轴的运动学分析,结合运行过程中所受动态载荷,研究曲轴的最大应力与变形,校核曲轴的危险截面疲劳强度,并通过模态分析得到曲轴的振动频率与振型。结果表明,曲轴结构强度与刚度安全可靠,危险截面疲劳安全系数为3.2,振动频率高于工作频率,满足曲轴结构设计要求。研究结果得到工程化应用,并取得良好的效果。

U1550L型奔驰车用打气泵常见故障及维修方法

U1550L型奔驰车以其独有的优势成为野外勘探项目的主流辅助工程车。但是由于使用条件恶劣,环境复杂,使得其打气泵经常出现前油封漏油、打气慢以及上盖垫子漏气等问题。以往采用以换代修的方式,这样存在零部件供货周期长、旧零件性能无法保障的问题,极大地影响维修效率。本文通过列举和分析一些常见的打气泵故障原因,创新性提出了一些针对性的解决方式如:改进工艺、国产替代、配合补偿等,为野外勘探施工针对U1550L型奔驰工程车打气泵的维护和保养提供一些参考。

2400hp五缸钻井泵机壳有限元分析

五缸钻井泵已成为油气钻探的核心装备。为研究其强度性能和使用可靠性要求,以2400hp五缸钻井泵为例,建立其关键零部件——机壳的有限元模型,并对其受力情况进行理论分析,进而利用Simulation模块对机壳进行有限元分析,得到相应应力和变形大小,最后通过计算与实际材料性能要求进行对比分析,得出机壳结构满足设计合理性要求的结果,为机壳的设计与优化提供参考。

冰箱压缩机曲轴油孔壁厚对上油能力分析

冰箱压缩机在使用中因曲轴润滑不良出现拉伤磨损问题较突出,而压缩机润滑系统的动力来自于曲轴,因此对曲轴的优化设计非常重要。通过研究影响某款压缩机曲轴的上油量的几何因素,计算螺旋粘性泵的上出油口和分配泵的交点距离螺旋粘性泵壁面的距离这一参数对曲轴上油量的影响。计算结果表明,这一距离越小,曲轴的上油量越高。对计算结果做了实验验证,计算结果和实验结果保持了很好的一致性,为曲轴的上油能力分析和优化提供了指导和借鉴。

往复泵曲轴疲劳可靠性分析

为提高往复泵的设计水平,基于三柱塞单作用往复泵曲轴实例,通过将曲轴所受各力按相应坐标系分解,并将周期性作用力在时间相离散以及划分为若干计算断面,建立了曲轴疲劳可靠性分析模型。利用已开发的往复泵曲轴强度计算与校核软件计算并导出数据,应用半径矢量法分别求出曲轴各断面应力与疲劳极限的均值及标准偏差,使用联接方程求出各断面的联结系数,详细分析了曲轴模型的疲劳可靠性。通过对一系列实际使用效果良好和失效曲轴的疲劳可靠度进行计算与分析,得出了三柱塞单作用往复泵曲轴疲劳可靠度的合理取值;对于原可靠度过高的曲轴,反求出该曲轴实际能安全可靠承受的最大柱塞力,充分利用原机组的富余能力。往复泵曲轴疲劳可靠性分析具有重要的理论和实际应用价值。

柱塞式液压泵曲轴载荷特性及力学性能分析

建立了柱塞式液压泵曲轴连杆机构的力学模型,并用MATLAB对曲轴的受力情况进行了模拟仿真,研究了曲轴所受动态载荷的变化规律,确定了其工作循环中的危险点。用有限元方法分析了曲轴在危险工况的静态强度和刚度特性,采用多步载荷积累的方法计算了其疲劳使用系数。研究结果对曲轴部件的优化设计具有较高的实用价值。

往复泵曲轴设计应用程序开发及应用

随着往复泵朝着大型化、超高压方向发展,为消除往复泵曲轴设计与强度校核中工作量大、过程繁琐、易出错等弊端,利用ObjectARX,APDL等二次开发工具以及基础类库MFC、ADO数据库接口、曲线离散技术、图表数字化技术等在VC++6.0上开发出一个运行在AutoCAD平台上的动态链接库应用程序,实现了曲轴设计、强度校核、ANSYS的启动调用、曲轴有限元分析的自动化与参数化绘图.对国内外4台往复泵机组曲轴的实例校核表明,程序在解决往复泵机组扩容计算、缺陷曲轴的改造、中外机组曲轴对比分析、提高往复泵曲轴设计效率等方面具有很好的应用.

往复式活塞隔膜泵曲轴的动态特性分析

介绍了往复式活塞隔膜泵的结构及工作原理,建立了隔膜泵曲轴有限元模型,利用AN-SYS有限元软件对隔膜泵曲轴进行了应力计算与模态分析,得出最大应力、可能产生断裂的位置及前10阶固有频率。由分析结果知曲轴结构强度安全可靠,工作频率远远低于曲轴的各阶固有频率,所以隔膜泵曲轴因振动引起破坏的可能性很小。研究分析结果为该类产品进一步优化设计提供了理论依据。

三缸内燃泵曲轴负荷多学科仿真研究

曲轴是三缸内燃泵的重要运动和功能零件。通过热力学、系统动力学、流体力学分析得到连杆对曲轴的作用力。建立了能真实反映曲轴实际工作状况的全接触有限元分析模型,考虑连杆荷载、重力、角速度、摩擦力,对各缸作功或吸气冲程中曲轴的接触应力、摩擦应力和Von Mises应力进行了计算,第2缸曲柄销应力小于第1缸,第1缸小于第3缸。各种情况下摩擦应力为接触应力的3%左右,最大Von Mises应力发生在主轴颈的过渡圆角处。曲轴疲劳安全系数约为2.85,满足要求。

基于Solidworks往复泵曲轴参数化建模及模态分析

曲轴是往复泵中重要的传动零件,设计的结果影响往复泵的性能。通过使用Solidworks的API进行二次开发,结合VB6.0开发出往复泵曲轴参数化建模软件,实现曲轴绘图的自动化。再运用Solidworks simulation对曲轴进行模态分析,得到曲轴的前5阶固有振动频率和振型图,确定最大变形点位于曲拐处,为往复泵的设计提供一定的参考价值。

基于MSC有限元分析的五缸往复泵曲轴疲劳强度校核

针对五缸往复泵曲轴结构形状和受力情况都比较复杂的状况,通过对五拐三支承曲轴建立整体三维模型,在MSC.Patran/MSC.Nastran软件环境下对其进行有限元模态分析,并联合动力学仿真软件MSC.Adams对该曲轴进行瞬态动力学有限元分析,得到曲轴在工作循环中的最大危险点及其应力值,并利用这些数据进行疲劳强度校核。提出了一种基于模态法瞬态有限元分析的曲轴疲劳强度校核的方法,为往复泵曲轴设计和疲劳强度校核计算提供了有价值的指导参考。

往复泵曲轴疲劳可靠性设计软件开发

为提高往复泵设计水平,提出了分别基于曲轴最危险截面与有限元分析的2种疲劳可靠性设计方法。在VC++ 6.0平台上利用多种高级编程技术,开发出面向对象的往复泵曲轴疲劳可靠性设计软件。软件能以2种方法6种途径完成往复泵曲轴的疲劳可靠性设计。实际应用表明,该软件界面友好,操作简单,运行稳定,计算精度高。

高压往复泵曲轴强度的有限元分析

为了提升高压往复泵的设计开发水平,以三缸单作用高压往复泵为研究对象,通过对各机构的运动分析和部件的受力计算,得到了曲轴的载荷变化规律。在Pro/E中建立了曲轴的三维实体模型,采用有限元方法对三种危险工况下的曲轴强度分别进行了应力分析,获得了最大主应力、最小主应力和Mises应力在曲轴上的分布规律,详细分析了各应力产生的原因及对曲轴强度的影响,有限元分析计算的结果为高压往复泵曲轴的设计研发提供了理论依据和技术支持。

立式三缸双作用往复泵曲轴结构设计及优化

采用有限元方法对某型立式三缸双作用往复泵的曲轴进行应力分析,获得了曲轴整体应力应变状况,指出其运行的危险工况和最大应力点,并比较了2种结构设计方案的优劣。同时结合曲轴结构特性,对曲柄形状进行了优化设计,减轻了曲轴重量,便于加工,为同类往复泵曲轴的设计提供参考。

乳化液泵曲轴曲柄最佳空间位置的分析

针对设计流量大,排出压力大的乳化液泵,采用两支承五曲柄曲轴。曲柄的空间位置分布直接影响曲轴的强度和乳化液泵的工作稳定性。通过对曲柄空间分布位置的优化设计,给出确定曲柄最佳空间位置的方法。

基于响应面模型的泥浆泵曲轴结构优化设计

泥浆泵是石油钻机的心脏,曲轴是泥浆泵的关键部件之一。为实现泥浆泵的结构轻量化,对曲轴进行结构优化设计至关重要。将模型进行合理简化,并对结构进行理论分析;利用软件拓扑优化模块确定优化参数,建立响应面模型;应用多目标遗传优化算法进行优化设计,结合生产工艺提出了在曲轴法兰盘上开槽的方案。通过仿真试验得知优化后的曲轴与原设计曲轴性能相当,而减重效果明显。对传统设备部件利用现代优化方法进行结构轻量化设计,降低产品能耗,不失为一种提高产品市场竞争力的手段。

基于遗传算法的三柱塞往复泵曲轴优化设计

根据三柱塞往复泵曲轴的实际设计要求,建立了三柱塞往复泵曲轴优化数学模型,确定了优化设计变量、优化目标函数和边界约束条件,利用MATLAB其功能强大的遗传优化工具箱,结合优化设计的基本算法、以重量最轻优化目标进行优化,优化结果表明曲轴重量可以进一步降低。

基于ANSYS-FATIGUE的曲轴疲劳寿命计算

基于有限元通用软件ANSYS的疲劳寿命分析方法,运用ANSYS的FATIGUE模块,将有限元方法和疲劳寿命分析理论相结合,对往复泵曲轴进行三维参数化建模,并编制APDL命令流,建立疲劳分析文件对往复泵曲轴进行累积损伤系数计算,计算曲轴的疲劳寿命为26年.并对机组进行扩容10%、15%后,计算出曲轴的疲劳寿命分别为年18年和14.7年。

基于ADAMS和ANSYS的五缸往复泵曲轴有限元分析

曲轴是往复泵中关键的运动部件,受力十分复杂,因此对曲轴进行有限元分析对往复泵设计十分重要。以某大功率五缸单作用注水泵的曲轴为研究对象,运用PRO/E2.0建立曲轴系三维实体模型,导入ADAMS对其进行动力学分析并提取曲轴危险工位,然后运用ANSYS10.0对曲轴进行应力和模态分析。所得结果真实地反映了曲轴的静、动态特性,为研发油田大型高效注水泵提供理论参考和技术支持。