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《哈尔滨工程大学》 2002年
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电泵机组轴类强度有限元计算及优化

董振刚  
【摘要】: 轴类零件是电泵机组的关键部件,其强度设计对机组的综合能力的发挥意义重大。本文在分析潜油电泵机组具体结构特点的基础上,对不同类型的轴类零件做了受力分析,根据分析需要建立了不同的力学模型,并应用三维等参数单元法对轴类零件进行了强度分析和计算。计算采用了ANSYS分析软件,利用该软件的自动网格划分技术对分析对象进行了10节点或20节点等参数单元划分。针对实体结构存在小角度问题给网格划分带来的困难,本文对结构进行了必要的简化,并通过两种简化方式的计算对比,从中选择了较为合理的一种,使计算结果更为准确。在对电泵机组轴类零件强度分析的基础上,又根据分析计算结果对其进行了结构优化设计。 计算结果表明,对于潜油泵轴,应力较大点主要集中在轴的花键部位,特别是花键根部应力集中最大,是潜油泵轴强度的最薄弱点。实践证明,轴断部位基本集中在潜油泵轴花键的根部,说明计算结果和实际是吻合的;对于潜油电机轴,应力集中点主要处在轴承键与环槽的交界处和花键的根部。在轴的安全性上,对Φ17.4mm泵轴计算结果是不安全的;对Φ22.2mm泵轴计算结果是安全的;对Φ30.2mm电机轴计算结果是安全的,而且还有较大的功率输出空间。 通过结构优化设计,使轴的强度得到明显的改善。其中对Φ17.4mm泵轴的优化,通过增大花键内径,提高了花键齿底的强度,降低了应力集中点附近的应力;对Φ30.2mm电机轴的优化,通过在轴承键的环槽端增加倒角,有效降低了该位置的应力集中,使轴的最大应力点从轴承键与环槽的交界处转变到花键根部与收尾的交界处,提高了电机轴整体结构强度的合理性。 本文在国内首次利用有限元法对潜油电泵机组轴类零件进行高精度强度分析和计算,它克服了传统工程计算方法的局限性,对优化设计电泵机组轴类零件的结构,提高轴类零件的承载能力,从而提高整机的设计水平都具有重大意义。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TH133.2

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【引证文献】
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1 王晓;;可变间距式履带底盘测功机驱动轴组合有限元分析[J];农机化研究;2012年08期
2 孔繁余;高翠兰;季建刚;张洪利;刘厚林;;基于Visual C++ 6.0软件平台的屏蔽泵轴向力计算[J];排灌机械;2008年06期
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1 季建刚;屏蔽泵轴向力研究[D];江苏大学;2006年
【参考文献】
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1 张红兵,杜建红;有限元模型中螺栓载荷施加方法的研究[J];机械设计与制造;1999年06期
2 王丹,张钰,蒋国锋,孙志礼;一种新的概率有限元计算法[J];机械设计与制造;2000年01期
3 杜平安;有限元网格划分的基本原则[J];机械设计与制造;2000年01期
4 史安娜,王浩;主轴部件三维实体模型的有限元分析法[J];机械设计与制造;2000年02期
5 宇;机床主轴部件的有限元模型[J];机械设计与制造;2000年05期
6 王勖成,童瑞成;确定结构极限载荷的有限元简化算法[J];机械强度;1997年02期
7 乔惠芳,金铮,韩晓健;用三维边界元法分析曲轴加油孔的应力集中[J];机械强度;1997年02期
8 李耀刚,路春光;轴类零件强度的校核[J];机械设计;1997年01期
9 杜群贵,邓达华;有限元网格自动生成[J];机械设计;1997年04期
10 陆萍,张俊,黄珊秋;应用有限元分析系统计算风力机塔架结构的动态特性[J];机械设计;1997年12期
【共引文献】
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1 羊拯民;姚铁城;孙骏;;HH1012微型车半承载式车身的车架固有频率和振型计算[J];安徽工学院学报;1990年02期
2 孙军,黄敬清;一种自动形成三角形有限元网格的方法[J];安徽工学院学报;1995年01期
3 杨永生;张绪平;张世荣;张志强;;油田酸化作业井硫化氢防治措施探讨[J];安全;2010年11期
4 王凤辉,单小平,张德臣;连轧机工作辊轴向力有限元分析[J];鞍山钢铁学院学报;1998年02期
5 吕明;郭建英;;刀—屑摩擦对斜角切削切屑流动特性影响的仿真研究[J];兵工学报;2010年11期
6 宋国荣,孙建光,唐彬,陈卫福;一种模态力矩阵组装方法[J];北京工业大学学报;1999年03期
7 韩爱民,秦文新,陈瑛,耿志军;有限元法计算内燃机燃烧室壁面周期性瞬时温度波动[J];北京工业大学学报;1995年04期
8 金鑫;张国智;张之敬;肖木峥;;基于制造特性的微小型钟表机械系统仿真平台[J];北京理工大学学报;2007年12期
9 吴焕龙;杜明章;杨超;王庆兵;;射孔弹聚能射流侵彻钢靶的数值仿真与实验分析[J];爆破器材;2012年02期
10 蔡强;计算机图形学的相关技术与发展[J];北京轻工业学院学报;1999年03期
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1 张明旭;袁胜万;申云杰;田久良;;基于ROMAX精密镗铣床主轴性能分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 李春雷;杨靖;陈宏义;;自动扶梯桁架的有限元分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
3 郭瑞平;刘曙云;;热力耦合作用下含表面裂纹圆柱壳体毁伤分析[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
4 郭安吉;沈秋平;刘刚;;沉淀硬化不锈钢管的制造及在核电站应用[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
5 王孝权;韩利霞;;高压低渗油藏工程调整及效果评价[A];江汉油田难采储量开发技术研讨会论文集(二)[C];2007年
6 刘应华;陈立杰;徐秉业;;复杂结构塑性极限分析的修正弹性补偿法[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
7 高本成;于金萍;张淑云;崔海清;;不规则井网水平井配注量的确定[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
8 亢丽娟;;喷管整体温度场有限元分析研究[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集(发动机分册)[C];2005年
9 徐(韦华);梁国柱;;固体火箭发动机喷管应变应力场计算与软件开发[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集(发动机分册)[C];2005年
10 金灿;郑利平;刘晓平;;有限元领域中基于遗传算法的模型态选择[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
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1 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
2 袁志军;球管焊接数值模拟及焊接残余应力影响因素研究[D];南昌大学;2010年
3 余天明;激光拼焊板制车门成形和刚度的数值仿真与试验研究[D];吉林大学;2011年
4 陈小波;近海风机结构体系环境荷载及动力响应研究[D];大连理工大学;2011年
5 周瑞芬;抽油机井抽油杆失效问题的损伤力学研究[D];东北石油大学;2011年
6 田佳林;航空弹射座椅结构设计与仿真分析研究[D];长春理工大学;2011年
7 罗红平;纳秒脉宽脉冲电化学微加工机床关键技术研究[D];湖南大学;2009年
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9 陈军;基于井液流动和接箍效应的抽油杆柱偏磨理论与防偏磨策略研究[D];中国石油大学;2010年
10 孙振华;游梁式抽油机采油系统实时评价方法研究[D];中国石油大学;2011年
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2 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
3 郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
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5 孔维峰;汽车水泵总成的动态特性研究[D];郑州大学;2010年
6 曹艳萍;船舶滑道拖拉滑移下水上滑板连接方式研究[D];大连理工大学;2010年
7 郭义杰;基于声传递分析的齿轮箱噪声控制研究[D];大连理工大学;2010年
8 宋鲁涛;精密卧式加工中心的动态特性分析[D];大连理工大学;2010年
9 魏建;面向纠偏工况的盾构机载荷模型及仿真研究[D];大连理工大学;2010年
10 赵强;高速卧式加工中心整机及关键部件动、静态特性研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 张凯华;高速部分流泵轴向力的影响因素分析[J];导弹与航天运载技术;1999年01期
2 王宏萍,常焕良,刘立刚;核工业用高温高压屏蔽电泵的研制[J];防爆电机;1996年02期
3 章力源,章平谊,迟文华;测试立式屏蔽电泵轴向推力的一种方法[J];防爆电机;1999年01期
4 张龙,潘政权,孙振宇;屏蔽电泵轴推力的分析与测定[J];防爆电机;2001年02期
5 李秀红,朱江涛;高技术产品在屏蔽电泵中的应用[J];防爆电机;2002年02期
6 朱祖超;高速离心泵轴向力平衡方法研究[J];工程热物理学报;2000年06期
7 陈玲;蔡琦;蔡章生;;屏蔽泵技术状态的灰色模糊评估[J];核动力工程;2008年01期
8 邓礼平;屏蔽式主泵水润滑推力滑动轴承中惯性力的影响[J];核动力工程;1994年04期
9 高红俐,杨继隆,叶力,史俊友;分段式多级叶片离心泵轴向力的计算[J];化工机械;2000年05期
10 夏盛;屏蔽电泵结构的探讨[J];化工生产与技术;2005年01期
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1 李新国;离心泵轴向力平衡电液控制系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2003年
2 冷如波;高压注水泵结构分析与优化设计[D];西南石油学院;2003年
3 邢乐斌;新型轴向力平衡装置平衡原理的理论分析[D];兰州理工大学;2004年
4 王锌;履带起重机履带架及附属件结构参数化设计与有限元分析[D];吉林大学;2009年
【二级引证文献】
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1 孔繁余;高翠兰;张旭锋;张洪利;刘厚林;;PBN65-40-250型屏蔽泵轴向力平衡计算及其试验[J];农业工程学报;2009年05期
2 周水清;孔繁余;高翠兰;景斌;;永磁屏蔽泵的电磁场模拟分析[J];江苏大学学报(自然科学版);2012年05期
3 孔繁余;周水清;沈小凯;王文廷;邵飞;;GPS40-9F型屏蔽泵的设计[J];排灌机械工程学报;2011年01期
4 孔繁余;邵飞;周水清;;PZA型石油化工用屏蔽泵系列开发[J];水泵技术;2010年01期
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1 王兴华;水泵泵轴轴向力测试传感器标定研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 刘国明;无泄漏电泵损耗分析和轴向力平衡新方法研究[D];沈阳工业大学;2012年
【二级参考文献】
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1 张红兵,杜建红;用有限元法对螺栓联接进行抗疲劳设计[J];华北工学院学报;1999年03期
2 张红兵,杜建红,杨世文,张翼,苏铁熊,张浅秋,陈泽忠,岳文忠;大功率柴油机机体隔板三维有限元强度分析[J];华北工学院学报;1998年03期
3 吴立言;刘更;王步瀛;;齿轮可靠度计算的概率有限元法——第Ⅰ部分:基于齿根弯曲疲劳强度的计算[J];机械传动;1992年02期
4 王有智,贺红兵;发动机连杆的瞬态响应计算[J];内燃机学报;1998年03期
5 邬亦炯;;关于抽油杆柱下部加重的计算[J];石油矿场机械;1985年06期
6 阎琛;长庆油田抽油杆断脱原因分析[J];石油机械;1988年09期
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1 刘华,朱斌,郑玉玲;预防电泵机组失效[J];油气田地面工程;2003年08期
2 李冬军;;浅析变频潜油电泵机组变压器的选择[J];科学之友;2011年04期
3 李强;李健忠;;潜油电泵采油成套设备选型的专家系统构架与实现[J];机械工程师;2008年06期
4 李健忠;李强;;潜油电泵采油成套设备选型的专家系统构架与实现[J];机械制造;2008年08期
5 张辉;;高温油井中潜油电泵机组的故障原因分析[J];装备制造技术;2009年11期
6 姚诚;刘广孚;谢文献;席文静;刘小华;雷厚勇;;基于振动检测的潜油电泵机组转速测量方法的研究[J];仪表技术与传感器;2008年12期
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8 郭建红;怎样利用镶薄壁法修复轴类部件[J];机械工程师;2001年09期
9 王培霞;张炳春;史万苹;李永峰;刘来敏;;基于Inventor系统的虚拟装配技术研究[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2008年04期
10 侯胜芳;;找轴类圆心的方法[J];机械工人.冷加工;1973年07期
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2 朱世明;秦学枫;叶永旭;吉文裕;;楔横轧轴类产品的开发应用[A];第三届华东六省一市塑性工程学术年会论文集[C];2005年
3 刘敬巍;于凡;李晓燕;;轴类零部件感应熔铸合金层修复工艺研究[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(上册)[C];2008年
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5 陈晓;;活化剂对自浸渗法制备SiCp/Al复合材料的影响[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
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7 郭廷良;戚羽;于文馨;;中碳钢抗疲劳性能在轴类零件疲劳强度设计中的应用[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
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2 董振刚;潜油电泵机组状态监测与辨识方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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1 董振刚;电泵机组轴类强度有限元计算及优化[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 刘旭;水平井潜油电泵机组的安全工作评价[D];大庆石油学院;2010年
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10 严文卫;轴类零件尺寸计算机视觉检测系统软件结构设计与优化[D];广东工业大学;2012年
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