六头螺杆马达的三维动态仿真

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1、分类号学号M201171457学校代码10487密级硕士学位论文六头螺杆马达的三维动态仿真学位申请人：杨剑学科专业：固体力学指导教师：倪樵教授答辩日期：2014.2.14万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAppliedSociologySix-dimensionalDynamicSimulationofPositiveDisplacementMotorCandidate:YangJianMajo

2、r:SolidMechanicsSupervisor:Prof.NiQiaoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论

3、文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要区别于往复式马达，螺杆马达是一种

4、容积式马达，又被称为定排量马达，与同类型的泵、压缩机一起都是从法国工程师的研究发明基础上衍变出来的。由于其扭矩大、工作平稳，被广泛运用于石油钻井、地质勘探和国防工程等方面的钻井作业当中。目前螺杆马达还存在很多问题，比如密封泄露的问题、橡胶衬套的振动和高温变形问题、寿命比较短等。目前直接对螺杆钻具进行流固耦合仿真研究的非常少，大多数都是对螺杆泵的研究，忽略了液压驱动和接触密封问题。对于螺杆钻具的仿真研究，由于涉及到了很多复杂问题，现在主流的仿真算法不能很好的解决这些问题，但是螺杆钻具在工业、生活、国防等方面有重要的用途

5、，所以对其研究又非常必要，寻找到比较通用的仿真方法就十分重要。螺杆马达的仿真研究可以看作是在高压液体驱动下转子进行高速转动和碰撞的问题，本文根据螺杆马达的摆线、骨线和等距线等数值方程，创建了六头螺杆马达的模型。模型中考虑了橡胶衬套的超弹性问题，转子和定子之间的摩擦问题，以及流固耦合下的接触密封问题。模型基本做到了液压驱动，有效的完成了密封腔在运动中的转换。通过仿真数值计算分析本文得到了转子的运动规律，橡胶衬套的变形和受力状况，同时研究了有反力矩和无反力矩两种工况下的压差、周期和轴力的变化。综上所述本文的研究理论和数值

6、方法对研究各种型号螺杆马达的流固耦合分析提供了很好的计算平台，可以有效的提高产品质量并且缩短了研发周期。关键词：螺杆马达流固耦合浸入边界法接触密封液压驱动I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractDifferentfromthereciprocatingmotor,Screwmotorisapositivedisplacementmotor,alsoknownasfixeddisplacementmotor,withthesametypesofpumps,compressorsaretogetherevolv

7、efromthestudythatisinventedbyaFrenchengineers.Becauseofitstorque,smoothwork,arewidelyusedinoildrilling,geologicalexplorationanddefenseprojects.atpresentscrewmotorstillhavemanyproblems.Suchassealingleaks,vibrationanddeformathightemperatureofrubberbushing,lifeiss

8、hortandsoon.Currentlythedirectinteractiononzhescrewdrilloffluid-structuresimulationisverysmall.Mostarestudiesofscrewpump,ignoringtheproblemofthehydraulicdriveandcontactseals