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隔膜泵可视化建模与仿真

作　者: 赵玉海
导　师: 刘杰
学　校: 东北大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 隔膜泵曲轴整体模型有限元分析虚拟样机
分类号: TH323
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着科学技术的飞速发展,对输送流量大、压力高、温度高和高腐蚀固液两相介质泵的需要越来越高。往复式活塞隔膜泵(以下简称隔膜泵),是集活塞泵和压力泵坚固耐用等优点,克服活塞泵密封件易磨损等缺点而发展起来的一种理想的往复式料浆泵,它结构简单,可以高效、可靠地输送具有化学和机械侵蚀性、浓度各异的浆料或膏状物及高粘度的流体,所以被广泛的用于矿山精选、冶金烧结尾矿和污水处理中污泥的输送,而且是长距离高扬程的输送；食品喷雾干燥；电力、化工、建材企业中高磨蚀性液固两相浆料(水煤浆)的高扬程输送。该课题是以沈阳有色冶金有限公司生产的往复式活塞隔膜泵DGMB系列为研究对象,分析了隔膜泵曲轴连杆等主要零部件结构特征,利用SolidWorks建立隔膜泵各部件的三维虚拟模型和整体装配虚拟模型；利用ANSYS对曲轴进行了有限元分析；在整机实体模型的基础上,建立了隔膜泵的虚拟样机,并利用ADAMS对整机进行了动态仿真。本论文主要包括一下几部分内容：首先,分析隔膜泵的结构,介绍隔膜泵的工作原理,理论上研究提高隔膜泵转速的方法。二是对曲轴进行有限元分析,从结果得出曲轴的危险界面和模态等信息。三是建立隔膜泵各零部件的三维虚拟模型,并装配得隔膜泵的整体模型。建立隔膜泵的虚拟样机,对隔膜泵曲轴进行动态仿真,分析曲轴的受力情况。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-18
  1.1 课题的来源和意义  11
  1.2 隔膜泵的发展和工业应用  11-13
    1.2.1 隔膜泵的发展历史  11-12
    1.2.2 隔膜泵的工业运用  12-13
  1.3 隔膜泵的简述及国内外的发展水平和趋势  13-17
    1.3.1 国外隔膜泵的发展水平和趋势  13-16
    1.3.2 国内隔膜泵的发展水平和趋势  16-17
  1.4 本课题研究的内容和主要工作  17-18
第2章隔膜泵结构和性能分析  18-29
  2.1 隔膜泵的分类  18
  2.2 隔膜泵的结构和工作原理  18-20
  2.3 隔膜泵的特点  20-21
  2.4 隔膜泵的核心技术  21
  2.5 隔膜泵的主要性能参数  21-23
    2.5.1 理论及买际平均输出流量  21-22
    2.5.2 瞬时输出流量  22-23
  2.6 隔膜泵的转数分析  23-24
    2.6.1 膜泵转数的限制因素  23
    2.6.2 影响隔膜泵最大转速的因素  23-24
  2.7 隔膜泵的传动端机构分析  24-28
    2.7.1 曲轴的结构分析  24-26
    2.7.2 连杆的结构分析  26-27
    2.7.3 十字头的结构分析  27
    2.7.4 箱体的结构和受力分析  27-28
  2.8 本章小结  28-29
第3章隔膜泵曲轴的有限元分析  29-43
  3.1 有限元法分析介绍及ANSYS软件概述  29-31
  3.2 有限元分析的发展和应用  31-33
  3.3 隔膜泵曲轴模型的有限元分析  33-38
    3.3.1 曲轴的强度及受力分析  33-34
    3.3.2 曲轴计算模型的建立  34
    3.3.3 曲轴模型的网格划分  34-35
    3.3.4 曲轴有限元分析的载荷约束条件  35
    3.3.5 曲轴静力学分析的结果  35-38
  3.4 隔膜泵曲轴的模态分析  38-42
    3.4.1 模态分析概述  38-39
    3.4.2 隔膜泵曲轴的模态分析  39-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章隔膜泵的虚拟样机建模  43-51
  4.1 虚拟样机技术概述  43-44
  4.2 Solidworks软件介绍  44-47
    4.2.1 基本功能介绍  44-46
    4.2.2 SolidWorks新增功能  46
    4.2.3 数据转换接口  46-47
  4.3 隔膜泵零部件的虚拟模型建立  47-50
    4.3.1 曲轴虚拟模型的建立  47-48
    4.3.2 连杆虚拟模型的建立  48
    4.3.3 十字头虚拟模型的建立  48-49
    4.3.4 下箱体虚拟模型的建立  49-50
    4.3.5 隔膜泵虚拟样机可视化模型  50
  4.4 本章小结  50-51
第5章隔膜泵的虚拟样机仿真  51-71
  5.1 ADAMS简介  51-53
    5.1.1 ADAMS的主要功能  51-52
    5.1.2 ADAMS软件的核心模块  52
    5.1.3 ADAMS柔性模块介绍  52-53
  5.2 隔膜泵的虚拟样机仿真  53-56
    5.2.1 定义隔膜泵虚拟样机中的刚体  53
    5.2.2 定义隔膜泵虚拟样机中的约束副及驱动  53-56
  5.3 隔膜泵虚拟样机整体建模的仿真结果  56-69
    5.3.1 后处理程序的功能和特点  56-59
    5.3.2 隔膜泵中十字头的仿真结果  59-62
    5.3.3 隔膜泵样机中受力分析  62-66
    5.3.4 隔膜泵样机曲轴柔性体受力分析  66-69
  5.4 本章小节  69-71
第6章结论与展望  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-77
致谢  77

隔膜泵可视化建模与仿真

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