新型真空油泵活塞的有限元模态分析
基于ANSYS活塞有限元温度场的分析与研究
第一章绪论1.1内燃机活塞组有限元研究的背景和意义内燃机是目前世界上应用最广泛的热动力装置，它主要利用燃料燃烧释放出的热能产生有用的机械能做功。
经历了百余年的发展，内燃机领域己经取得了长足的进步。
在现今的社会中，几乎所有的交通工具均以内燃机做其核心的动力源。
回溯整个20世纪，内燃机技术的成熟推动了整个人类社会向前进步，其广泛的应用也造就了这个世纪的繁荣。
随着各种新技术的研究成果应用到发动机设计过程中，以及愈来愈严格的排放法规的现在，发动机正想着高转速，高功率和低油耗的方向发展。
功率的提高必然带来一些负面的影响。
如加重了活塞的热负荷，使得活塞的温度超过活塞材料所能承受的味道，大大降低了活塞磁疗的强度，严重时可能活塞会出现龟裂甚至烧损。
缸内爆发压力增加是活塞和缸体，缸盖承受的接卸符合增大。
可能导致活塞和缸体缸盖因强度不足而产生破坏。
此外压力升高率过大时，会产生敲缸现象，增加发动机的燃烧噪声，当提高发动机的转速以增大发动机的功率时，各个运动部件的惯性力也随着增加，使得活塞销和活塞销座的受力问题更为突出。
缸体对活塞的支撑力也增大。
于是发动机的噪声问题成为整车噪声中的主要问题【21】。
尽管转速的自己可以减少发动机的传热损失，但却同时造成发动机的NOx排放增加，在排放法规要求日益严格的今天，这一问题的得与失显得要慎重考虑。
不仅如此，还会造成摩擦损失的增加。
在满足发动机高功率设计的同时，必须要考虑发动机的温度和强度方面的要求。
发动机是一切动力装置的新章，而作为发动机关键部件的活塞又是重中之重，活塞热负荷和热强度问题的解决常常是提高征集技术水平的关键，直接影响内燃机工作可靠性和耐久性。
为了减少发动机的整机重量和提高功率，中小型柴油机几乎都采用铝合金作为材料，为了减少活塞的传热和热负荷，人们正尝试使用陶瓷作为活塞的材料。
有限元法是当今工程分析中应用最广泛的数值计算方法。
由于它的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。
新型真空油泵转子的静态有限元分析
２
【 摘 要 】 利用Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 有限元分析软件对新型真空抽油泵四相转子进行静力分析。 分析结果为转子
２和油泵的设计制造提供科学的参考数据， 为进一步优化提供了 理论依据。方法提高了 转子设计效率， 降低
《 了转子设计 与制造成本。
２
关键词： 转子 ； 有限元； 静力分析
２
１ Ｉ 弓 言
… … … … …
油泵广泛应用于石油 、 化工 、 冶金、 矿山 、 发电 、 热力 、 城市建 型真空抽油泵 ， 采用新型匀速旋转活塞式机构， 其接触为面接触 ，
★ 来稿 日期 ： ０ — ４ ０ ★基金项 目： ２ ９０—５ ０ 陕西省重点实验室重点科研项 目（５Ｓ ６ ， ０ Ｊ１ ）陕西理工学院科研基金项 目 Ｓ Ｇ ７ ４ （Ｌ ０３ ）
２ ｍ ｎ ａｔｒ， ｄ ｒ ｉ Ⅱ ｈｏ ｔ ａ ｂ ｉ ｔｔ ｔ ｎ ｕ ｐ ｕ ｈｒｐｉｉｔ ｎ Ｔｉｗ ｙ ｍ ｒ ｅ ａｕ ｕｅａ ｏ ｄ ｔ ｒ ｉ ａ ｓｏ ｈ ｒ ｏ ａｄ ｍ ｒ ｅ ｏｔ ｚ ｉ ． ｈ ａ ｐｏ ｓ ｆ ｃ ｎ ｐ ｖ ｅ ｅ ｅｃ ｓ ｅ ｏ ｒ ｐ ｆ ｔ ｍ ａ ｏ ｌ ｓ ｉ ｖ
（） ｄ 驱动桥桥壳第 ４阶振型
本、 提高产品质量 ， 使得汽车在轻量化、 抗振陛、 舒适性和操纵稳定 性方面得到改进和提高 ， 具有非常重要的指导作用和实际意义。
参考文献
１ 陈家瑞． 汽车构造［ ． ： Ｍ］ 北京 人民交通出版社 ， ０ ２ ６ ０ ２ 刘惟信． 汽车车桥设计［ ． Ｍ］北京： 清华大学出版社，０ ４ ２０
设污 处 、防 施集 采 、业 灌 行 。计 种 、水 理消 设 、中 暖农 排 等 业设 一 新
solidworks有限元分析范例
注意:本文件内容只是一个简短的分析报告样板，其内相关的分析条件、设置和结果不一定是正确的，您还是要按本书正文所教的自行来做。
一、范例名： (Gas Valve气压阀)1 设计要求：（1）输入转速1500rpm。
（2）额定输出压力5Mpa，最大压力10Mpa。
2 分析零件该气压泵装置中，推杆活塞、凸轮轴和箱体三个零件是主要的受力零件，因此对这三个零件进行结构分析。
3 分析目的（1）验证零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。
（2）分析凸轮轴零件和推杆活塞零件的模态，在工作过程中避开共振频率。
（3）计算凸轮轴零件的工作寿命。
4 分析结果1.。
推杆活塞零件材料：普通碳钢。
在模型上直接测量得活塞推杆的受力面积S为：162mm2，由F=PS计算得该零件端面的力F为：1620N。
所得结果包括：1 静力计算：（1）应力。
如图1-1所示，由应力云图可知，最大应力为21Mpa，静强度设计符合要求。
（2）位移。
如图1-2所示，零件变形导致的最大静位移为2.2e-6m。
（3）应变。
如图1-3所示，应变云图与应力云图的对应的，二者之间存在一转换关系。
图1-1 应力云图图1-2 位移云图图1-3 应变云图图1-4 模态分析2 模态分析：图1-4的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下，其前三阶的模态的频率远远大于输入转速的频率，因此在启动及工作过程中，该零件不会发生共振情况。
模态验证符合设计要求。
2。
凸轮轴零件材料：45钢，屈服强度355MPa。
根据活塞推杆的受力情况，换算至该零件上的扭矩约为10.5N·m。
1 静力分析：如图1-5所示为“凸轮轴”零件的应力云图，零件上的最大应力为212Mpa，平均应力约为120MPa，零件的安全系数约为1.7，符合设计要求。
图1-5 应力云图图1-6 模态分析2 模态分析图1-6的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下的模态参数，“模式1”的结果为其自由度内的模态，不作为校核参考。
毕业论文：液压油泵虚拟装配及部件有限元分析
毕业论文：液压油泵虚拟装配及部件有限元分析YOTCHP8756液压油泵是大连液压机械厂的要紧产品之一。
它的工作效率和容积效率都比较高，能够广泛应用于专门多场合。
但该厂产品开发手段差不多是传统的串行方法，设计试制出原型样机，然后测试、验证并分析它们，然而由于工程师设计出产品，往往要通过多次反复的试制才能成功进入市场，产品开发时刻长；在对设计大型、复杂程度较高的产品时，由于设计手段及生理因素的限制，设计易出错和人为疏漏，并缺乏对产品的制造、装配工艺性的预见，阻碍设计质量；产品设计、制造费用高，产品成本上升，缺乏市场竞争力。
通过使用虚拟装配技术能够更加真实生动的反应液压油泵的装配过程，为了能够了解在实际载荷下关键部位的变形和应力的情形还需要使用到有限元分析技术。
本次毕业设计是在3ds max软件环境下对液压油泵进行虚拟装配动画制作，通过三维动画生动的描述液压油泵的装配过程。
同时在HyperMesh软件下环境下进行单元网格划分和有限元分析，通过分析的结果真实反映出液压油泵的轴受力及载荷的状况。
关键词：液压油泵虚拟装配液压泵轴有限元分析AbstractThe YOTCHP8756 hydraulic pressure pump is the main products of the Dalian hydraulic pressure machine factory. Its work efficiency and the capacity efficiencies are all high, and can be used in lots of situations. But the factory's products development is basic on a traditional method. first, they design manufactures as a prototype machine on a trial basis, then make the test、verify and analyze. Because engineers design the produces usually base on many times manufacture trial, only after the manufacture trial, the produces can succeed put into the market, it means the time of product developing is too long; Because of the design restrict and the physiology factor, then when they design the more large and complicated product, design would make mistakes and artificial careless easily, and lack the foresee of the product manufacture and assemble craft ,this can be a influence to design quantity; It also make more designing、manufacturing expense of the product, the product's cost would be rising, then the produces lack the competition ability.Through the use of more realistic virtual assembly vivid response to hydraulic pump assembly process, in order to understand the key parts in the actual load of the deformation and stress of the situation also need to use finite element analysis techniques.The graduation project is the environment in 3ds max software, virtual assembly of hydraulic pump animation, animated by a vivid description of three-dimensional hydraulic pump assembly. While under the HyperMesh software environment for cell mesh and finite element analysis, reflected through the true results of Hydraulic pump shaft by the force and load conditions.Key words: hydraulic pressure pump virtual assemble Hydraulic pump shaft FEA目录引言 (3)第一章绪论 (4)1.1液压油泵的差不多原理 (4)1.2液压油泵的进展情形 (4)1.3YOTCHP8756液压油泵特点 (5)1.3.1液压油泵的优缺点 (6)1.3．2该厂产品内容简介 (6)1.4设计研究的内容 (7)第二章相关软件介绍 (8)2.13DS MAX软件介绍 (8)2.2H YPER M ESH软件介绍 (8)2.3A NSYS软件简介 (9)第三章液压油泵虚拟装配 (10)3.1虚拟现实技术与虚拟装配简介 (10)3.1.1虚拟现实技术 (10)3.1.2虚拟装配 (10)3.2虚拟装配的方案和步骤 (11)3.2.1液压油泵泵轴装置装配顺序 (11)3.2.2装配动画的具体步骤 (11)3.2.3动画生成 (14)3.3液压油泵虚拟装配总结 (15)第四章液压油泵的轴有限元分析 (16)4.1有限元差不多理论简介 (16)4.2有限元分析差不多步骤 (17)4.3液压油泵的轴有限元分析要紧步骤 (17)4.3.1有限元网格的创建 (17)4.3.2刚性单元的创建 (18)4.3.3相关属性的创建 (19)4.3.4约束和载荷的创建 (19)4.3.5工况的创建 (21)4.3.6运算及结果分析 (21)4.4有限元分析小结 (26)结论与展望 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)引言我国液压件生产起步较早， 20世纪80年代后期，我国液压组件的生产逐步市场化，近几年在主机行业的带动下，进展速度加快，每年的增速都在30%左右，现在已有大小规模的专业生产厂家六百多家。
柴油机活塞有限元分析
图1 1/4活塞有限元模型■ 武汉大学/徐 辉柴油机活塞有限元分析有限元分析步骤分为三维模型制作，导入C AD 模型，设置材料属性，设置接触状态，设置边界条件，设 置求解类型、约束和载荷，指定输出结果，分析处理计 算结果。
本文通过柴油发动机性能摸底获取了发动机实际 运行中的缸内燃烧爆发压力18M P a ，假设活塞顶面最 高运行温度为375℃，发动机额定功率和转速为254k W / 1900r·mi n －1，最大转矩为1635N·m/1200r·mi n －1，用以上 数据作为FE A 分析的边界条件进行分析。
边界条件的处理边界条件处理是否合理直接影响计算结果是否精确。
对于高升功率和高燃油喷射压力的柴油机，进行燃 烧模拟估算进入缸套的热流量能够为有限元提供很好的 输入，但是通常供应商不具备这个能力，他们通常是参 照同等机型活塞开发的经验数据，对比机型的升功率、 燃烧爆压、燃烧室形状、换热系数，然后给一个相对合 适的输入。
当然，要想准确获得各个表面的换热系数十分困 难。
通常是在已有的经验公式基础上计算获得一个近似 值，然后通过多次计算，根据已有的试验数据再进行调 整。
也就是说，在进行过渡工况的温度场计算前，先要 进行几次稳定工况的温度场计算，以此验证边界条件是 否恰当。
实际上采用温度塞获取的温度场数据更真实，然后 再用温度场获得的数据修正有限元的分析并最终优化活 塞的设计是必要的。
模拟最坏的情况（最大功率、额定转速、最大爆压 18MPa 、最大测量温度）作如下条件假设：（1）只考虑温度。
（2）同时考虑温度和额定转速下产生的惯性力。
（ 3 ）考虑温度、惯性力和侧向力（曲轴转角 117°）。
（4）考虑温度、惯性力、爆压和侧向力（曲轴转 角250°）。
（5）考虑温度、惯性力、爆压和最大副推力侧侧 向力（曲轴转角344°）。
（6）考虑温度、惯性力、峰值爆压和侧向力（曲 轴转角367°）。
柴油机活塞有限元分析与结构改进
柴油机活塞有限元分析与结构改进作者：苏冠领张文强来源：《时代汽车》2023年第21期摘要：本文探讨了柴油机活塞结构的有限元分析及其改进方法。
通过建立活塞结构分析模型和设置边界条件，得到了活塞在不同工况下的应力分布情况。
在此基础上，分别探讨了加强筋设计、壁厚优化设计、拓扑优化设计和参数化设计等活塞结构改进方法，并分析了其优缺点，本文旨在为柴油机活塞结构的优化设计提供一定的参考依据。
关键词：柴油机活塞有限元分析结构改进加强筋壁厚优化1 引言柴油机作为一种重要的动力设备，其活塞作为核心部件，直接影响着发动机的性能和寿命。
因此，如何优化活塞结构以提高其性能和可靠性，一直是柴油机研发和制造领域的重要课题之一。
在过去的几十年中，随着计算机技术和有限元分析方法的不断发展，活塞结构的有限元分析和改进方法也得到了广泛的研究和应用。
本文将对柴油机活塞结构进行有限元分析，并针对不同的问题提出相应的改进方法，以期为活塞结构的优化设计提供一定的参考依据。
2 活塞结构分析方法2.1 有限元分析原理及方法有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种常用于工程领域中的数值计算方法，主要用于求解连续介质力学问题。
它通过将连续介质划分为有限数量的小单元，采用变分原理及相关数值方法，求解出每个小单元的物理量，进而得到整个连续介质的解。
有限元分析的方法一般包括以下几个步骤：（1）建立模型：建立模型是有限元分析的第一步。
将实际问题转化为数学模型，定义模型的几何形状、材料特性、边界条件等。
（2）离散化：离散化是将模型分割成许多小单元，每个小单元可以用简单的几何形状来表示，例如三角形、四边形等。
离散化的数量越多，计算结果越精确。
（3）设定节点自由度：在每个小单元中，选定一些节点作为计算的基准点，并规定每个节点上的自由度。
自由度通常包括位移、转角等。
（4）构建刚度矩阵：对于每个小单元，根据其几何形状、材料特性、边界条件等，可以求出其刚度矩阵，刚度矩阵反映了该小单元的刚度特性。
活塞有限元分析
1998年第19卷第2期华 北 工 学 院 学 报V o l .19 N o .2 1998(总第62期)JOURNAL OF NORTH CH INA INSTITUTE OF TECHNOLOG Y (Sum N o .62)活塞有限元分析Ξ周先辉 马 峻 李伯民 (华北工学院,太原030051)摘 要 运用现代设计分析方法,建立了一种活塞实体有限元模型.分析计算了一种新设计的直径100mm 柴油机活塞的温度场以及综合变形与应力.计算结果表明:活塞综合变形不呈轴对称分布,裙部过大的径向变形是造成活塞拉缸的主要原因;综合应力峰值出现在销座内侧及冷却油腔处,是造成活塞常见破坏形式(销座及冷却油腔开裂)的主要原因.关键词 活塞;有限元;内燃机中图分类号 T K 402 活塞是内燃机的重要零部件之一,它所处的工况条件很恶劣,其机械负荷与热负荷是影响活塞结构、关系发动机性能的主要因素.热应力与机械应力迭加可导致活塞破坏,而热变形与机械变形迭加可导致拉缸等现象,热负荷往往成为柴油机进一步强化的障碍.因此,活塞机械应力与热应力及其相应变形的计算是活塞设计与制造的基础.本文利用工作站I 2D EA S 软件对新设计的一种直径为100mm 的铝合金活塞(LD 11)作三维应力和变形的有限元分析.1 有限元模型111 有限元网络图1 活塞实体有限元网络模型 对活塞的应力与变形作三维分析,在保证分析精度的前提下,为简化计算,看作其为对称性,取1 4活塞作为计算模型.把由特征模型建立的1 4活塞实体模型引入到有限元模型中,用网络自动生成技术产生有限元网络.对新设计的一直径100mm ,高120mm 的1 4活塞实体模型自动生成网络,其单元长度为6mm ,单元类型为线性四面体实体单元,曲线上单元偏移度为20%时,共产生9420个单元,2334个节点,经检测单元畸变小于0.01,网络模型图如图1所示.112 静力计算边界条件进行静力计算时,根据有限元理论,垂直于活塞1 4模型的两剖面上的全部节点位移均约束为0.另外,约束活塞销孔与活塞销接触部分的节点轴向位移,即销孔上素线上的节点沿活塞轴向位移约束值按活塞销变形位移值确定,从而模拟活塞销对活塞的约束[2].如此,活塞可向其两头和径向自由变形.113 传热边界条件在每次燃烧过程中,大约有燃料总发热量的2%～4%[1]的热量传到活塞上,传入活塞中的热量大部分是通过活塞环、活塞本体、活塞内腔表面内的空气润滑油雾以及冷却油腔中的机油带走的.本文论述的是具有冷却油腔的活塞与外界热量交换处于动态平衡时的状态,并计算活塞的三维稳态温度场.计算中取第三类传热边界条件[3]-Κ(5T 5n ) #=Α(T -T f ) #.换热系数Α和介质温度T f 根据经验公式、特征点温度实测值及计算结果估计.活塞顶面燃气的平均温度Ξ为(800～1000)℃,换热系数沿径向的变化范围为(250～600)W(m 2・℃);外侧汽缸套的温度沿轴向的变化范围为(250～100)℃,换热系数取(300～1000)W(m 2・℃);冷却油腔的温度为(80～120)℃,换热系数(1500～3000)W (m 2・℃);活塞内腔与油雾的换热系数Α自下而上取(100～210)W(m 2・℃),介质温度为曲轴箱内机油温度60℃;活塞销孔与活塞销之间等效换热系数为150W (m 2・℃),活塞销温度为70℃.114 载荷条件活塞的机械负荷有燃气压力、往复惯性力、侧压力三种.由于活塞往复惯性力方向与燃气压力方向相反,往复惯性力削弱了燃气压力的作用,因此为保证新设计的活塞具有足够的安全系数,计算时不考虑活塞的往复惯性力.活塞所受的侧压力根据实际情况对结构破坏并不起明显作用,可以忽略.分析发动机示功图可知,对柴油机而言,最高燃烧压力p z 一般在(14～17)M Pa 范围内.由于活塞头部与汽缸间的间隙节流作用,在第一环岸周围的气体压力为0.9p z ,第二环岸周围的气体压力为0.2p z ,其它环岸周围的气体压力忽略不计.计算中取p z =14M Pa ,并垂直加于活塞顶面实体单元自由面上.垂直第一环岸上表面实体单元自由面压力取12.6M Pa ,垂直第二环岸上表面实体单元自由面压力取2.8M Pa ,垂直火力岸表面实体单元自由面的压力取13M Pa .活塞的热负荷根据温度场的计算结果自动转换为节点温度和温度梯度,加在所有单元的节点上.2 温度场计算结果活塞温度场如图2所示.由图2可见,活塞温度分布基本上呈轴对称,活塞销对活塞温度分布的影响很小.燃烧室中心与边缘温度分布最高(310℃左右),冷却油腔明显降低了活塞温度,改善了第一环槽处的温度分布状况,活塞裙部温度分布较低,裙底温度基本相同(最低温度148112℃).3 应力与变形计算结果311 机械应力与机械变形图2 活塞温度场图3 活塞的机械应力 活塞承受燃气压力后其变形是不均匀的.在活塞销侧断面上,由于销座刚性较大,加上轴向约束作用,活塞裙部的变形较小;在推力侧断面上,裙部较薄,又无轴向约束,因而裙部变形较大.活塞顶面上靠推力侧断面一侧的轴向位移大于靠活塞销侧断面一侧的轴向位移,活塞两侧轴向位移相差38.7Λm ,使活塞顶面呈弯曲变形,靠顶面下榻一侧的活塞环槽壁向内挤压,而靠顶面拱起一侧的活塞环槽壁向外翘曲.活塞裙底,在推力侧断面上向内挤压,向内位移为35Λm ;在活塞销侧断面上向外翘曲,向外位移为36.4Λm .在活塞各部位产生的主应力如图3所示(最大主应力为86117M Pa ).由图3可知,在销座内侧上端处产生了很大的拉伸应力,这是从销座产生裂纹的主要原因.活塞顶面中央产生压缩应力,而在活塞顶中央内侧产生拉伸应力.冷却油腔左右两侧出现压应力,上下两端为拉应力且下端应力值高于上端.312 热应力与热变形活塞头部的热变形基本呈轴对称分布,活塞顶部及火力岸区比活塞环槽部分发生更大的轴向变形,271华 北 工 学 院 学 报1998年第2期轴向变形导致活塞顶向外弯曲.各横截面外圆周线上节点的径向变形逐渐减小,热变形后头部变成倒圆锥形面.在活塞裙部,各个横截面外圆周线上节点的径向变形不一致,推力侧断面一侧的径向变形小于图4 活塞的热应力活塞销侧断面的径向变形量,因此活塞裙部横截面热变形后呈椭圆状,长轴为销孔轴线方向.活塞纵剖面中外型面素线上的节点径向变形量由上至下逐渐减小.因此,裙部为正圆柱型面活塞,热变形后成为横截面为椭圆的近似倒锥形.由热应力分布(图4)可看出(最大主应力74.08M Pa ),由于冷却油腔的强制冷却作用及冷却油腔的结构、形状、尺寸等因素,该处热应力明显集中,冷却油腔下端热应力明显高于上端,最大热应力点位于油腔下端圆弧上靠外侧处,这是造成冷却油腔向外开裂的主要原因.活塞头部的热应力基本呈轴对称分布,无过度圆角处热应力明显增高,裙体的热应力很小.313 综合应力与变形将机械应力、机械变形分别与热应力、热变形迭加,得到活塞的综合应力与变形值.迭加后活塞的变形不呈轴对称分布,活塞顶面上靠推力侧断面一侧的轴向位移小于靠活塞销侧断面一侧的轴向位移,两侧轴向位移差45Λm ,使顶面呈弯曲变形.在活塞销侧断面上外型面素线上的节点径向变形由顶部至裙底逐渐减小,在推力侧断面一侧,活塞外型面素线径向变形为负值(向内变形),横断面变形后呈椭圆状且椭圆度值由顶部至裙底逐渐减小,长轴方向为销孔轴线方向,最大径向变形量0.865mm ,最小径向变形量0.352mm .由I 2D EA S 后处理应力图知,活塞综合应力峰值位于冷却油腔下端及销座内侧处,冷却油腔下端应力峰值为92.8M Pa ,销座内侧上端应力峰值为120M Pa ,这是造成活塞常见破坏形式的主要原因.4 结 论活塞在机械负荷与热负荷作用下其变形是不均匀的,由裙底至头部径向变形逐渐加大,横截面变形后呈椭圆状且椭圆度值由顶部至裙底逐渐减小,长轴方向为销孔轴线方向,这是造成活塞拉缸的主要原因,这种变形规律推动着活塞型面朝中凸变椭圆方向发展.销座内侧以及冷却油腔处应力峰值是造成活塞常见破坏形式的主要原因,销座内侧开裂主要由机械负荷引起,冷却油腔开裂主要由热负荷引起.活塞顶面设计应尽量避免尖角,否则该处热应力将明显增大.参考文献1 西安交通大学内燃机教研室.柴油机设计(上册).西安:西安交通大学出版社,1995.45～822 林宝阳.组合式活塞的一种实体有限元模型与分析.内燃机工程,1997,(18):65～693 邱士均.分体式活塞结构热传导特性分析.北方交通大学学报,1996,(8):449～453F I N IT E EL EM EN T ANAL YS IS O F A P ISTONZ hou X ianhu i M a J un L i B o m in(N o rth Ch ina In stitu te of T echno logy ,T aiyuan 030051)Abstract A pp lying m odern design and analysis m ethod ,a so lid fin ite elem en t m odel of p is 2ton is p resen ted in th is p ap er .U sing th is m odel ,the tem p eratu re field ,resu ltan t stresses and defo rm ati on of the p iston designed fo r a new diesel engine have been p redicted .T he re 2su lts show that the resu ltan t defo rm ati on is no t ax ially symm etrical ,too m uch diam etrical defo rm ati on on p iston con tou r p art is the cau se of p u lling cylinder ,the p eak value of resu l 2tan t stress in side the p in base and on the coo ling o il ho le is the reason of p iston comm on de 2stroying (the b reak ing of p in base and coo ling o il ho le ).371(总第62期)活塞有限元分析(周先辉等)。
基于有限元的制动器活塞优化设计
基于有限元的制动器活塞优化设计有限元分析是一种计算力学方法，广泛应用于工程设计中，进行各种结构、材料和加载情况下的模拟、分析和优化。
在车辆制动器设计中，有限元方法可以模拟制动器的各种工作情况，包括制动力、温度和应力等。
本文将基于有限元分析，探讨制动器活塞的优化设计。
制动器活塞是制动器的重要组成部分，其作用是将制动器片压在制动盘或制动鼓上，发挥制动效果。
在制动器的工作过程中，活塞受到制动力、摩擦力和热膨胀等多重因素的影响，可能会出现变形、裂纹和疲劳等问题。
因此，通过有限元分析对活塞进行优化设计，可以提高制动器的性能和可靠性。
首先，进行活塞的材料选择。
制动器活塞需要具有较高的强度和刚度，以承受制动力、摩擦力和热膨胀等多方面的载荷。
一些常见的活塞材料包括铝合金、钢和铸铁等。
在进行有限元分析时，需要将活塞的材料特性输入到有限元分析软件中，以得出活塞在不同工况下的应力和变形情况。
其次，进行活塞的设计。
在活塞的设计中，需要考虑活塞的几何形状和尺寸。
活塞的几何形状和尺寸会影响到活塞的刚度和强度。
因此，在进行有限元分析时，需要对不同设计方案进行模拟计算，以得出最佳的活塞设计方案。
此外，还需要考虑活塞的表面处理方式，如镀铬、喷涂或阳极氧化等，以提高活塞的表面硬度和抗腐蚀性能。
最后，进行活塞的优化。
在进行有限元分析后，可以得出活塞在不同工况下的应力和变形情况。
如果发现存在应力集中或变形过大的问题，需要对活塞进行优化设计。
针对应力集中问题，可以对活塞的几何形状进行调整；针对变形过大问题，可以对活塞的截面积或材料进行修改。
通过不断进行有限元分析和优化，可以得出最优化的活塞设计方案，以满足制动器的性能和可靠性需求。
综上所述，有限元分析是制动器活塞优化设计中非常重要的工具，可以帮助设计人员预测活塞在不同工况下的应力和变形情况，提供有效的设计方案，提高制动器的性能和可靠性。
为了更好地进行数据分析，我们需要先确定要分析的数据类型和相关特征。
油泵转子的有限元模态分析
２ ０
文章 编 号 ：０ １ ３ ９ （ ０ ０ ０— ０ ０ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）６ ０２ — ２
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ
＆
Ｍａ ｆｃ ｕ ｅ ｎｕ ａ ｔ ｒ
第 ６期 ２１ ０ ０年 ６月
油泵转子 的有 限元模态分析 狮 ～
一
．
分析。 提取分析结果， 得到转子的前 １ 阶固有频率和相应振型。 ０ 此结果不仅为转子的振动控制、 工作可靠 帆 性和使用寿命研 究提供理论依据 ， 也为转子和油泵的结构优化设计提供参考数据 。
．
关键词 ： 子 ； 限元 ； 转 有 模态 分析
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【 ｓ ａｔ Ａ Ｆｕ－ｈｓ ｏ ｒｉ ｏｅｏ ｅｍ ｉ ｔ ｎｍｉ ｉ ａｔ ｏ ｅｎｗ ｔ ｅｖｃｕ ｉ Ａｂｔ ｃ】 ｏｒｐ ａｅｒｔ ｎ ｆｔ ａｎ ｒ ｓ ｓｏ ｐ ｒ ｆｔ ｅ ｙ ａｕｍ ｏｌ ｒ ｏ ｓ ｈ ａ ｓｎ ｓ ｈ ｐ
Ｗ ＡＮＧ Ｘ —ｅ Ｌ Ｕ Ｊ － ｏ ｇ ， ＩＪ ｎ ｐ ｎ ＩＦ ｎ － ａ ｕ ｆｉ， Ｉ ｕ ｒｎ ＤＡ ｕ － ｉｇ， ＡＮ Ｈｅ ｇ ｙ ｎ
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叩
（Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｅ ｏ ｈ ａｘ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｎｈ ｎ ２ ０ ３ Ｃ ｉ ） ｃ ｏｌ ｆ Ｍ．． ｆ ａｎ ｉ ｎｖ ｓｙｏ ｃ ｎｌ ｙ Ｈａｚｏ ｇ７ ３ ０ ， ｈｎ Ｓ ｅ ｔ Ｔ ｏ ａ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｔｅＦｕ－ｈ ｅｒｔ． ｈ ｒ ｒ１ ｒｅｅ ｈｒｎｆｅｕｎｉ ｄｔ ｅ ｖｂａｉ ｏ ｒ ａｅｂｅ ｈ ｏｒｐ ａ ｏｏ Ｔｅ ｏ ０ｏｄｒｄｉ ｅｅｔｒｑｅｃｅ ａ ｐ ｓ ｉｒｔｎｏ ｔ ｖ ｅｎ ｓ ｒ ｆ ｎ ｓｎ ｙ ｏ ｆ ｏ ｆｒ ｏ ｈ
基于ANSYS的活塞杆校核与模态分析
这个原点一般选在主轴中心线与卡盘后端面的交点
轴的正方向。
上，以此点作为测量刀架运行坐标的起始点，并用 M 表
以工件的径向且平行于横向拖板的方向为 X 轴，刀 示，如图 1。
具离开工件旋转中心的方向为 X 轴的正方向。也可以说，
刀架的原始布局（是在工件的前方还是后方），决定了 X
Z
轴的方向。
所谓的“移动坐标轴”等描述，实际上是说让刀架向
在建立数控车床的坐标系统 （不论是机床坐标系还 行工件上的切削状态，因此，必须要明确车床刀架在有效
是工件坐标系）时，我们统一规定：
工作区域内的位置。为了体现这个位置，引入了机床原点
以车床主轴轴线的方向为 Z 轴，刀具远离工件的方 的概念，并在此原点上建立了一个笛卡尔坐标系。
向为 Z 轴的正方向。也就是以从卡盘到尾座的方向为 Z
于活塞杆的工作
建立几何模型
加载
环 境 ，首 先 将 其 受
网格划分
求解
力问题进行分析
图 1 分析基本流程图
和简化后建立模 型 ，然 后 进 行 约 束
加载和求解，最后根据输出结果和零件材料本身固有属
性进行校核。
活塞杆在海水中工作时，主要受到液压推力和海浪的
冲击力。液压轴向推力使得活塞杆工作，产生轴向位移。海
将模型直接进
行静力分析，在后
处理器中输出活塞
杆等效位移图和等
效应力图，如图 4
和图 5 所示。由分
析结果可知，活塞 杆的杆体发生最大
图 4 活塞杆的等效位移图
变形，最大位移为
0.262048mm，变 形
较小；在球头与杆
体的连接部位产
生 最 大 应 力 ，为
75.874MPa。 已 知
柴油机活塞和连杆运动的有限元分析
柴油机活塞和连杆运动的有限元分析聂建军⑴ 杜发荣⑵ 袁 峰⑴ 张海英⑵ 范小彬⑵⑴453002 新乡内燃机厂⑵471039 河南科技大学 摘要 本课题基于运动弹性动力学理论以及有限元分析方法,利用美国S DRC 公司的I 2DE AS 软件,对含运动副间隙的X N2110柴油机的活塞、连杆机构建立了动力学模型;运用KE D 分析中的“瞬时结构”假定,计算出了柴油机膨胀冲程19个瞬时结构条件下的位移、应力、应变,求出了机构的动态响应,得到了用KE D 法求出的活塞弹性变形值,从而为柴油机实现精确控制提供了可靠的理论依据。
Abstract On the basis of m odern theories of vibration ,KE D analysis and finite element method ,a kinetic m odel of piston 2linkage mechanism of X N2110diesel engine was set up by I 2DE AS s oftware of S DRC US A.By the presumption of ”transient struc 2ture ”in KE D analysis ,the mechanism ’s stress ,displacement ,strain ,m odes ,frequency and the dynamic responses in nineteen transient structure conditions during the expanding stroke are calculated ,and the difference of piston elastic deformation between KE D or KES value are als o g otten. 关键词:柴油机 KE D 活塞 弹性变形 传统的内燃机机构设计、计算中,都是将曲柄连杆机构构件作为刚性件来处理,而且不考虑运动副的间隙。
有限元分析-模态分析
观察结果
观察振型 （接上页）：
振型可以制作动画： Utility Menu > PlotCtrls > Animate > Mode Shape...
观察结果的典型命令
○ 在后处理中观察振型； ○ 计算单元应力； ○ 进行后继的频谱分析。
选择分析类型和选项
模态扩展 （接上页）： 建议： 扩展的模态数目应当与
提取的模态数目相等，这样做 的代价最小。
选择分析 类型和选 项
其它分析选项：
○ 集中质量矩阵： ● 主要用于细长梁或薄壳，或者波传播问题； ● 对 PowerDynamics 法，自动选择集中质量矩阵。
典型命令:
/POST1
SET，LIST
观察结果
列出自然频率：
在通用后处理器菜单中选择 “Results Summary”；
注意，每一个模态都保存在单独的子步中。
观察结果
观察振型：
首先采用“ First Set”、“ Next Set” 或“By Load Step” 然后绘制模态变形图： shape： General Postproc > Plot
• 2.3工程实例 • 有限元法基本思想节点位移与节点载荷 • 单元刚度矩阵 • 单元刚度矩阵的坐标变换 • 总的刚度矩阵叠加 • 位移
01
模态分析的定义和目 的
03
模态提取方 法的讨 论
05
做几个模态分析的练 习
07
学会如何在模态分析 中利用循环对称性
02
对模态分析有关的概 念、术语以及
4110活塞有限元分析
活塞有限元分析报告
图 12 疲劳系数
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CY4110Z 活塞
活塞有限元分析报告
图 6 复合最大主应力
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CY4110Z 活塞
活塞有限元分析报告
图 7 复合变形分布
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CY4110Z 活塞
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图 10 疲劳系数
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CY4110Z 活塞
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图 11 疲劳系数
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CY4110Z 活塞
活塞的有限元网格如图2所示。 2.3. 边界条件 2.3.1. 燃气压力 东风朝阳柴油机有限责任公司提供了燃气最大爆发压力为15MPa。 2.3.2. 热负荷 根据活塞顶部燃烧室温度900℃，计算活塞温度的分布。 2.3.3. 材料 活塞材料为BH122A（重力铸造）。 3. 结果 3.1.温度分布 热负荷导致了活塞内部的温度分布。计算的活塞温度分布如图3所示。活塞关键部位 的温度计算值如表1所示。
东风朝阳柴油机有限责任公司 4.752L 4 110mm 125mm 125kW 2300rpm 18：1 150bar 10 车用 整体铝活塞 BH122A 内冷通道 66.15mm 51.4millilitre
有限元分析方法在活塞研究中的应用现状与发展趋势
Internal Combustion Engine &Parts0引言柴油机是目前国内外广泛使用的动力设备之一，在生产、生活各方面都起着十分重要的作用，但由于近年以来，国际竞争的加剧以及国际环境的恶化，由此对于柴油机的各方面性能提出了新的要求和指标。
活塞作为柴油机上工作条件最为恶劣的零部件之一，是影响柴油机整机性能的重点所在，于是便出现了围绕活塞的性能而展开的一系列研究。
随着近代以来，电子计算机技术的迅猛发展，运用计算机分析软件对于机械零部件进行分析运算，已经趋于成熟，并且应用广泛，现已深入到分析各类机械的零部件[1]。
运用大型的有限元分析软件，就机械负载、热能负荷、温度场等综合作用下活塞的应变情况，以及燃烧室的不同类型和位置对活塞性能的影响等进行分析，然后利用计算结果改善活塞的结构设计，进而研制结构合理、性能优良的活塞，业已成为现今国内外研究活塞的主要方向。
目前国内关于柴油机活塞方面的研究还处于初步探索阶段，而国外对于活塞方面的研究则较为成熟，而且许多研究技术和研究专利都被国外垄断，因此，就活塞的各方面性能进行有限元分析，对于完善我国柴油机发展领域、提高我国柴油机设计研发水平和打破国外在柴油机活塞技术上的垄断地位具有十分重要的作用和意义。
本文就目前关于柴油机活塞在有限分析方面所取得的一些成果和存在的一些缺陷进行对比分析，旨在探索出一条更为有效的分析活塞的研究道路，从而进一步拓宽活塞的各方面性能研究，弥补活塞研究现状中的不足。
1活塞的研究现状在柴油机运转过程中，活塞长期承受着周期交变的机械负荷和热负荷的作用，因此，活塞是柴油机零部件中最易出现故障的零部件之一。
活塞对柴油机的使用寿命、动力性能、稳定程度、经济状况等都起着举足轻重的作用。
目前国外对于柴油机活塞的研究较为完备，研究情况可以追溯到几十年前，如美国、德国、日本等都在活塞方面进行了深入而细致的研究，先后研制出了满足不同用途的多种柴油机活塞，使得活塞的结构也发生了巨大变化。
基于有限元分析的S195活塞的改进设计
基于有限元方法的S195柴油机活塞设计[摘要] 本文针对将S195型柴油机的涡流室燃烧室改为直喷式燃烧室,对活塞的结构进行了改进设计。
对改进后的发动机进行了热力计算和动力计算，将计算所求得的最高爆发压力和对应的加速度所产生的惯性力作为活塞最危险工作情况，利用有限元分析软件ANSYS对其进行机械应力分析，得出活塞应力云图和变形云图，根据分析结果，活塞的最大应力和最大位移并没有超出允许范围,本设计满足了改进后发动机的实际工况。
[关键词] 活塞；ANSYS；内燃机The Design of Piston in S195 Diesel Engine Based on Finite ElementMethodAbstract To satify the new condition of swirl chamber being changed into direct injection combustion chamber and improve the fuel economy , the structure of piston in S195 Diesel Engine was redesigned. The thermodynamic and power calculation were done .The combustion chanber and piston ring etc were changed to adjust to the direct injection diesel engine. The maximum outbreak pressure obtained by calculation and the inertial force generated by the corresponding piston acceleration were recognized as the most dangerous working conditions, using ANSYS finite element analysis software for mechanical stress analysis , the piston stress and deformation cloud were obtained . According to the result of the analysis,the maximum stress and maximum displacement of the piston does not exceed the permissible range, the design can meet the actual engine operating conditions.Key words Piston ; ANSYS ; Internal Combustion Engine.目录引言 (1)1.直喷式S195柴油机热力计算和动力计算 (1)1.1 热力计算 (2)1.1.1 原始参数及己知条件 (2)1.1.2 选定参数 (3)1.1.3 气缸工作过程计算 (3)1.1.4 示功图绘制 (6)1.2 动力计算 (8)2．活塞主要尺寸设计及强度计算 (11)2.1 活塞的工作条件、材料以及设计要求 (11)2.2 主要尺寸设计 (12)2.2.1 燃烧室尺寸 (12)2.2.2 顶岸高度 (13)2.2.3 活塞环 (14)2.2.4 活塞顶厚度 (15)2.2.5 裙部长度 (15)2.2.6 销座设计 (15)2.2.7 活塞强度计算 (16)3. 活塞有限元分析 (18)3．1 三维实体建模 (18)3．2 有限元网格划分 (19)3．3 机械负荷分析 (19)3.3.1 计算工况及载荷确定 (19)3.3.2 载荷施加过程 (20)3.3.3 有限元分析结果 (23)结束语 (26)致谢 (27)参考文献 (28)引言柴油机广泛应用于现代农业，是现代农业生产所必需的动力机械，涉及农、林、牧、副、渔各部门及其产前、产中、产后各作业环节。
有限元分析方法在内燃机活塞研究中的应用
活塞的温度可以通过试验测试和计算求得。如 果采用试验测试活塞的温度, 由于测点布置有限, 试 验难度大, 而且只 能测得活塞表 面一些 点的温度。 如果采用有限元计算方法对活塞进行温度场计算, 则可以总观活塞温度分布的全貌。特别是在内燃机 的设计阶段, 还根本谈不上实际测试, 此时针对各种 设计方案计算得到的温度场, 则可作为选择设计方 案的 参 考。 文 献 [ 9 ] 采 用 易 熔 合 金 法 测 取 了 CA 6110 /125Z型柴油机活塞特征点的温度, 并在 此 基础上用三维有限元法计算了温度场。 3. 2 活塞热应力应变分析
1 活塞有限元网格模型
有限元网格模型的建立是采用有限元分析方法 求解问题的先决条件, 在整个求解过程中, 它通常具 有最大的工作量。从某种意义上说, 有限元网格模 型建立的合理性直接影响计算结果的精度。目前, 内燃机活塞有限元网格模型的生成方式主要有如下 三种。 1. 1 取部分活塞建立对称网格模型
严格地说, 活塞的几何形状是不对称的, 但对没 有冷却油道的中小功率内燃机活塞的温度场计算来 说, 由于活塞实际温度分布在周向的差异较小, 可以 忽略, 而且对于这一类型活塞的传热主要靠活塞环, 从活塞销座传走的热量有限, 因此忽略活塞销座对 传热的影响所带来的误差不大。 1. 2 取活塞整体建立非对称网格模型
( Kunm ing Universty of Sc ience and Technology, Kunm ing 650224, Ch ina)
新型真空油泵活塞的有限元模态分析
新型真空油泵活塞的有限元模态分析王旭飞1 刘菊蓉1 戴俊平1范恒彦2（1.陕西理工学院机械工程学院，陕西汉中723003；2.陕西国防工业职业技术学院，西安710302）Finite Element modality Analysis on the Piston of a New Type Vacuum OilPumpWANG Xu-fei1, LIU Ju-rong1, DAI Jun-ping1, FAN Heng-yan2(1School of Mechanical Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)（2Shaanxi Institute of Technology, Xi’an 710302, China)【摘要】利用ANSYS 有限元分析软件对新型真空抽油泵主要运动零件之一的活塞进行模态分析。
提取分析结果，得到活塞的前10阶固有频率和相应振型。
此结果不仅为活塞的振动控制、工作可靠性和使用寿命提供了理论依据，还为活塞和油泵的结构优化设计了提供科学的参考数据。
关键词：油泵；活塞；有限元；模态分析【Abstract】A piston is one of the main parts of the new type vacuum pump. By the use of finite element analytic software ANSYS the modality analysis has been carried out on the piston. The former 10 ordered inherent frequencies and types of vibration of piston have been obtained from the results. These results of analysis could not only provide theoretical basis for the piston study on the vibration control, reliability and life, but also provide the scientific data to the piston and pump structure optimization design.Key Words: Oil pump; Piston; Finite element; Modality analysis中图分类号：TH113 文献标识码：A油泵广泛应用于石油、化工、冶金、矿山、发电、热力、城市建设、污水处理、消防设施、集中采暖和农业排灌等行业。
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软件并选取四个移动副作为主动副且给予一定的运动规律进行 方向的移动 自由度 。用 ＰｏＥ软件构建 了并联机构模型并 导入 ｒ／ 仿真分析 ， 运动曲线输出（ 图略 ）可以看 出两并联机构的动平 台 Ａ Ａ 软件中做 了仿真分析 ， ， Ｄ ＭＳ 表明分析计算结果是正确的。 通过 坐标原点在 、 Ｙ轴方向的位移都为零 ，在轴方 向都有位移且动 仿真分析 ， 再结合中医按摩的要求 ， 这两种并联机构能够实现 平台都有绕 、 、 ｙ ｚ轴的转动角速度 ，表明两并联机构 自由度都 中医按摩所需要的动作 ，但 ３ Ｓ Ｓ Ｓ机型绕三坐标轴允许转动 －Ｐ／ Ｐ 为四。通过仿真可以发现 ３Ｓ ＳＰ 机型绕三坐标轴的转动角度 角度和沿 ｚ轴方 向允许位移的变化范 围比 ３ Ｓ Ｓ Ｓ 型较大 ， － Ｐ／Ｓ －Ｐ／ 机 Ｐ 和沿轴方向位移的允许变化范围比 ３ Ｓ ＳＰ － Ｐ ／Ｓ机型大。 所以针对上述两种机型 ，可以优选 ３Ｓ ＳＰ － Ｐ／Ｓ机型作为中医按摩
机 械 设 计 与 制 造
１４ ０
文章 编 号 ：０ １ ３９ （ ００）９ ０ ０ — ３ １０ — ９ ７ ２ １ ０ — １４ ０
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ
＆
Ｍａ ｕ ａ ｔｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
第９ 期 ２１ ０ ０年 ９月
新 空油 型真 泵活塞 的有 限元模 态分析 牢
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｉ ｐｕ ｐ； ｓ ｏ Ｆｉ ｉｅ ｅｅ ｅ ｔ Ｍ ｏｄ ｌｔ ｎ ｌ ｉ ｙ ｗｏ ｄ Ｏ ｌ ｍ Ｐｉｔ ｎ； ｎ ｔ ｌ ｍ ｎ ； ａ ｉｙ ａ ａ ｙｓｓ
中图分类号 ：Ｈ１ ３ 文献 标识码 ： Ｔ １ Ａ
油泵广泛应用于石油、 化工 、 、 ｆ 发 电 、 力、 冶金 矿１ 、 ｌ 热 城市建 实用新型专利ｌ ｌ ｆ 。如图 ２ 所示 ， 是真空抽油泵吸、 排油原理日 。作为
ｂｌｙａ ｄｌｅ ｂ ｔ ｌ ｒｖ ｅｔｅｓｉｎｉｃｄｔ ｅ ｉ ｏ ｄｐ ｍ ｔ ｃ ｒ ｏ ｔ ｉ ｉｎｄｓ ｎ ｉｔ ｎ ，ｕ ａ ｏ ｏ ｉ ｃ ｔ ａ ｔ ｔ ｓ ｎａ ｕ ｐｓ ｕｔ ｅ ｐｉ ｚ ｏ ｅｉ ． ｉ ｆ ｉ ｓｐ ｄ ｈ ｅｆ ａ ｏｈ ｐ ｔ ｎ ｒ ｕ ｍ ａ ｔ ｇ
【 ｓｒｃ 】 ｉｏ ｎ ｈ ａｎ ａｔ ｏ ｈ ｅ ｐ ａ ｕ ｍｐ ｍ ． ｔｅｕｅｏｆｎｔ ｅ － Ａｂｔａ ｔ Ａ ｐｓ ｎｉ ｏ ｅｏ ｅｍ ｉ ｐ ｒ ｅｎｗ ｔ ｅｖｃ ｕ ｕ ｐ ｔ ｓ ｆｔ ｓ ｆｔ ｙ ｈ ｓ ｉ ｉ ｌ ｆ ｅ ｅ ｍ ｒ ｎ ｌ ｉ ｓｔ ａｅＡ Ｓ Ｓｔｅｍ ｄｌｙａ ａ ｓ ａ ｂｅ ａｒ ｄｏｔ ｎｔｅ ｉ ｏ． ｈ ｆ肌 ｅ ０ｏ－ ｅ ｔ ａｙｃ ｏ ｗ Ｎ Ｙ ｏ ａ ｔ ｎｌ ｉ ｈｓ ｅｎｃ ｉ ｕ ｏ ｓ ｎ Ｔ ｅ ｏ ｒ１ ｒ ｉ ａ ｔ ｇ ｒ ￣ ｈ ｉ ｙ ｓ ｒ ｅ ｈｐ ｔ
（Ｓ ａｎ ｉｎ ｔｕｅｏ Ｔ ｃ ｎｌｇ ， ｉ ｎ７ ０ ０ ， ｈｎ ） ｈ ａｘ Ｉｓ ｔｔ ｆ ｅｈ ｏ ｙ Ｘ ’ １ ３ ２ Ｃ ｉａ ｉ ｏ ａ
０ 々 ● ∽ ０々 ０々∞ ● ∽ ０ ∽ ０ ∽ ０々∞ ∽ ∽ ０ ∞ ０ ∽ ０々 ∽ ０ ∽ ６０∽ ０ ∽ 々 ∞ ０ ∽ ０々∽ ０ ∽ ０々∞ ０ ∽ ０々∽ ０々 ０ ∽ ‘ ∽ ０ ∽ ０々∽ ０ ∽ ０ ∽ ０∽ ｏ ∽ ０々 ０ 々 ∽ ６ ∽ ｏ ∞ ０ ｅ
设 、 处理 、 防设 施 、 中采 暖和农 业 排灌 等 行业 。采 用新 型 油泵中的主要零件 ，活塞是保证油泵正常工作的关键因素之一。 污水 消 集
等速 回转导杆机构， 图 １ 如 所示， 设计一种新型真空抽油泵 ， 其吸 在流量相对较大 的四相油泵 中要用到四个活塞。 活塞能不能满足 油腔和压油腔接触为面接触 ， 有体积小 、 具 效率高 、 噪音小 的优 工作要求 ， 需要充分考虑。由于在油泵工作过程中活塞密封在油 点， 主要用于低压大流量场合。该新型真空抽 油泵已经获得国家 泵 机座 之 内 ， 振 动情 况不 易测 量 。 活塞 因此 ， 有 限元 方法 对活 塞 用
ｄ ｒｄｉ ｅｅ ｔｒｑ ｅ ｃｅ ａｄｔ ｅ ｒｂａ ｏ ｐｓ ｎｈｖ ｅ ｎｏ ｔ ｎ ｄ ｏ ｅｒｓｈ ． ｈ ｓ － ｅｅ ｈ ｒｎｆｅ ｕｎ ｉ ｎ ｐ ｓ ｉｒｔ ｎｏ ｉ ｏ ａｅｂ ｅ ｂａ ｅ ｆ ｍ ｔ ｅｕ ｓ Ｔｅｅｒ ｎ ｓ ｙ ｏ ｆ ｉ ｆ ｔ ｉ ｒ ｈ ｅ ｓｉ ｎ ｌｓ ｏ ｌ ｏ ｏ ｌ ｒｖ ｅｔｅｒｔ ａ ｂｓ ｆｒ ｈ ｉｏ ｔｄ ｎｔｅｖ ｒ ｉｎｃｎｒ１ 一 ｕｔ ｏ ａ ｉ ｃｕｄｎｔ ｎ ｓ ｆａ ｙ ｓ ｙｐｏ ｉ ｏｅ ｃ ａｉ ｏ ｅ ｓ ｎｓ ｙｏ ｉ ａ ｏ ｏｔ ． ｄ ｈ ｉｌ ｓ ｔ ｐｔ ｕ ｈ ｂｔ ｏ Ｚ
Ｗ ＡＮＧ Ｘｕ ｆｉ， Ｉ ｕ ｒｎ ＤＡＩ ｕ － ｉｇ ， ＡＮ Ｈｅ ｇ ｙ ｎ － ｅ。Ｌ Ｕ Ｊ — ｏ ｇ， ｎ ｐｎ Ｆ ｎ － ａ Ｊ
（Ｓ ｈｏ ｏ ｅｈ ｎｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ａｎ ｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ Ｈ ｎｈ ｎ ２ ０ ３ Ｃ ｉａ ｃ ｏｌ ｆ ｃａ ｉａ Ｅ ｇ ｅｉ ，ｈ ａｘ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｆ ｃ ｎ ｌ ， ａ ｚｏ ｇ ３ ０ ， ｈｎ ） Ｍ ｎ ｎ ｅ ｉ Ｔ ｇ ７
王旭飞 刘菊 蓉 戴俊平 范恒彦 （ 陕西理工学院 机械 工程 学院 ， ｔ 汉中 ７ ３ ０ ） 陕 西国防工业职 业技术学 院 ， ２０３ （ 西安 ７ ０ ０ ） １ ３ ２
Ｆ ｎｔ ｌｍｅ ｔｍｏ ａｉ ｎ ｌｓｓ ｏ ｈ ｉｔ ｎ ｏ ｅ ｔ ｐ ａ ｕ ｍ ｉｐ ｍｐ ｉ ｉ ｅｅ ｅ ｎ ｄ ｌｙ ａ ａｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｐｓ ｏ ｆａ ｎ ｗ ｅ ｖ ｃ ｕ ｏ ｌ ｕ ｔ ｙ
【 摘
要】 利用Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 有限元分析软件对新型真空抽油泵主要运动零件之一的活塞进行模态分析。
提取分析结果， 得到活塞的前 １ 阶固有频率和相应振型。此结果不仅为活塞的振动控制、 ０ 工作可靠性和 使用寿命提供了理论依据， 还为活塞和油泵的结构优化设计了提供科学的参考数据。 关键词 ： 油泵 ； 活塞 ； 限元 ； 态分析 有 模