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《基于ansys葉片泵泵體建模及模態(tài)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于ANSYS葉片泵泵體建模及模態(tài)研究【摘要】采用ANSYS有限元軟件建立了葉片泵泵體的實體模型，并進行了模態(tài)分析，得到葉片泵泵體的固有頻率和振型特征，分析了葉片泵的噪音頻率范圍，對葉片泵泵體結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了修改，使其固有頻率遠離葉片泵噪音頻率范圍，避免噪聲的產(chǎn)生。為葉片泵的進一步研究提供了參考依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】葉片泵；模態(tài)分析；泵體；噪音ModelingandmodalanalysisofpumpbodyofvanepumpbasedonFEMCHENHao(HuBeiAoLinhydraulicCoLtdSuizhou441300HubeiChi
2、na)[Abstract]EntitymodelofpumpbodyofvanepumpandmodalanalysisweredonebyusingANSYSfiniteelementsoftware?Thenthenatura.1frequencyandcharacteristicsofmodetypesweregained?Therangeofnoisefrequencyofvanepumpwasanalyzed.Thenaturalfrequencyofvanepumpwereoutofthefrequencyrangeofnoiseby
3、modifyingthestructureparametersofpumpbody.Noisewasavoided?Referencebasisforthefurtherstudyonvanepumpisprovided.［Keywords】Vanepump；Modalanalysis；Pumpbody；Noise葉片泵是液壓泵中的主要產(chǎn)品，比較其它液壓泵如柱塞泵具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，重量輕，體積小等優(yōu)點，近年來在國內(nèi)得到快速發(fā)展［1-4］o且具有高速、高壓、大功率以及低噪音特性的葉片泵以成為現(xiàn)在的發(fā)展趨勢［5］。尤其低噪音的葉片泵成為國內(nèi)外學(xué)者重點解決
4、的問題。國外在葉片泵噪聲控制上主要采用預(yù)壓縮，防止葉片脫離定子及比例減壓等方法，如日本油研公司的“PV2R”系列高壓葉片泵采用的3-4-5型高次曲線以及意大利埃托斯公司的“FEE”高壓葉片泵采用的3-4-5-6型高次曲線，解決了葉片泵的噪聲值過高問題。從振動學(xué)角度分析，零件的剛度影響著振動體的固有頻率范圍，通過修改葉片泵各零件的剛度，有效的控制各零件的固有頻率出現(xiàn)在噪音的頻率范圍內(nèi)。因此，本文以葉片泵的泵體為研究對象，采用ANSYS有限元方法對其進行模態(tài)分析，找出葉片泵泵體在噪音頻域范圍內(nèi)的固有頻率，并通過提高其剛度，避免這些頻率的出現(xiàn)，從而降低
5、葉片泵在工作中的噪音的產(chǎn)生。1?葉片泵噪聲的范圍葉片泵噪聲的頻率一般可由下式給出：fH=kzn60HZ(1)式中：k—諧波次數(shù),k=l,2,…；Z一葉片數(shù)，z=10；n一泵軸旋轉(zhuǎn)速度，泵的工作范圍n二600?1800i7niin。葉片泵噪聲諧波次數(shù)為2或4,且諧波次數(shù)為2、4時葉片泵噪聲的頻率分別為：f■二2*12（600?1800）60=（240?720）HZ（2）f■二4*12（600?1800）60=（480?1440）HZ（3）由此可知葉片泵的噪聲范圍為（240?1440）HZo2.泵體有限元模型建立與模態(tài)分析2.1泵體模型的建立選擇So
6、lid/10node92單元，泵體材料為HT300,其材料特性參數(shù)為：彈性模量：EX二1.2e5MPa、泊松比：u二0.25、密度：P=7.0e-9tonne/（mm）3O選擇人工劃分網(wǎng)格對泵體進行網(wǎng)格劃分。劃分結(jié)果如圖1所示。在泵體泵蓋接觸的面上約束x、y、z三個自由度。指定分析類型為模態(tài)分析，采用BlockLanczos方法來進行模態(tài)分析。圖1泵體網(wǎng)格劃分Fig?1Thepumpbodymesh2.2模態(tài)分析為保證分析精確，定義輸出前10階模態(tài)的固有頻率及振型，其結(jié)果如圖2所示。圖2泵體各階頻率Fig.2Thepumpbodyfrequenc
7、ybands由上頻率圖可知：泵體的1、2階固有頻率均處于葉片泵的噪聲頻率范圍內(nèi)，會發(fā)生共振，需要進行改進。泵體前6階振型位移變化云圖如圖3所示。第一階模態(tài)(fl=1097.3HZ)第二階模態(tài)(f2=1186.9HZ)第三階模態(tài)(f3=1560.7HZ)第四階模態(tài)(f4=1625.3HZ)第五階模態(tài)(f3=1654.7HZ)第六階模態(tài)(f4=1819.1HZ)圖3泵體有限元振動特性分析Fig.3Pumpbodyfiniteelementanalysisofthevibrationcharacteristic2.3泵體的改進泵體外連接處最容易更改，因
8、為他只涉及連接螺栓的長度，所以選取外連接法蘭盤的厚度作為優(yōu)化目標，改變它的厚度，由原來的16mm改為25mm。葉片泵軸改進前后前10階固
