國內(nèi)對潛水泵的設(shè)計(jì)大部分基于一種經(jīng)驗(yàn)，很少進(jìn)行強(qiáng)度方面的校核，使得設(shè)計(jì)的潛水泵非常笨重，造成材料不必要的浪費(fèi)。而節(jié)約材料是降低成本，提高企業(yè)競爭力的有效手段之一。本文在強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上，使用有限元分析軟件和價值工程理論對潛水泵進(jìn)行分析。分析發(fā)現(xiàn)，節(jié)約材料后的潛水泵滿足強(qiáng)度要求，價值得到了提高。 研究的內(nèi)容及成果包括： 1．運(yùn)用回轉(zhuǎn)殼的無力矩理論和等厚度輪盤假設(shè)，詳細(xì)推導(dǎo)了蝸殼和葉輪的強(qiáng)度計(jì)算公式，得到常用的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，并對節(jié)約材料后的蝸殼和葉輪進(jìn)行水力性能分析。分析表明，節(jié)約材料對潛水泵蝸殼的水力性能沒有影響，而對葉輪的水力性能有益。 2．運(yùn)用蝸殼的強(qiáng)度計(jì)算公式，對WQ45-20-5.5污水潛水泵的蝸殼進(jìn)行節(jié)約材料估算，計(jì)算出蝸殼節(jié)約的體積為0.0003m~3。 3．首次利用有限元分析軟件Pro／Mechanical對不同壁厚的蝸殼簡化模型分析，得到合理的厚度值和合適的材料，并且分析影響蝸殼應(yīng)力分布及大小的參數(shù)。分析表明蝸殼的最大應(yīng)力在θ_m處，適當(dāng)增加γ_0的值，將會減少蝸殼的應(yīng)力。據(jù)此提出了在設(shè)計(jì)和工藝上改善的方法。 4．利用常用的葉輪強(qiáng)度計(jì)算公式推導(dǎo)了工程塑料泵葉輪的強(qiáng)度計(jì)算公式，并用反推的方法首次得到了不同比轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的k_1，利用此公式對工程塑料泵葉輪強(qiáng)度進(jìn)行了強(qiáng)度校核，并指出常用的泵用工程塑料的性能優(yōu)點(diǎn)以及使用的局限性及使用的要求。 5．根據(jù)計(jì)算出的節(jié)約材料的體積計(jì)算出節(jié)約的重量，并利用價值工程工具，對壁厚減薄后的蝸殼和工程塑料泵進(jìn)行價值分析。通過分析發(fā)現(xiàn)，兩者的價值都得到了提高。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH38
【部分圖文】：

本方法假定最大應(yīng)力在尺寸最大的軸面內(nèi)，角度為氏處。為了簡化計(jì)算，在實(shí)際的建模中，只考慮應(yīng)力最大的那個軸截面，也就是只建立第八斷面的實(shí)體，并按實(shí)際加工的情況，造型如圖3一2所示。圖3一2蝸殼簡化模型2)設(shè)定模型的材料、約束和載荷對于材料，我們選用在實(shí)際的生產(chǎn)中常用的鑄鋼和灰口鑄鐵來進(jìn)行定義，兩種材料的性能對比如下表:表3一l灰口鑄鐵和鑄鋼性能參數(shù)比較材料密度 (totme/~，)楊氏模量困/~2)泊松比熱膨脹系數(shù)(/C) 7.OOE一09 1150000.258.SOE一06鑄鋼 7.80E一09 1999481.17E一05

用同樣的方法可以將鑄鋼的參數(shù)輸入數(shù)據(jù)庫。這樣，在數(shù)據(jù)庫中就有我們所需要的灰口鑄鐵和鑄鋼的參數(shù)了，然后把實(shí)體的material屬性分別定義為對于約束的定義，我們施加如圖3一3所示的約束，將兩個面的六個自由度全部固定即平動約束:D二一0，D，一0，D:一0轉(zhuǎn)動約束:R二=。，R，一0，R:一0圖3一3加載約束后的蝸殼對于施加的載荷

P:30尸:301圖3一4加載載荷后的蝸殼3)定義分析任務(wù)，運(yùn)行分析本例采用系統(tǒng)默認(rèn)的P書ethod，收斂方式為單通道適應(yīng)方式。以Zlnln、5~、smln作為的壁厚的蝸殼簡化模型作為分析對象，開始定義任務(wù)，運(yùn)行，最后得到結(jié)果�？梢缘玫饺缦聢D的應(yīng)力值。圖3一 5Zllnn壁厚蝸殼的應(yīng)力圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2818214