五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化

简介

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。