转子式机油泵运动件动力学接触仿真分析new

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1、第36卷第1期湖南农机2009年1月VoI．36No．1Jan．2009转子式机油泵运动件动力学接触仿真分析邓新源，蔡皓(湖南省汽车摩托车配件质量监督控制中心，湖南长沙410013)摘要：对某厂生产的某款转子式机油泵内外转子模型进行有限元前处理，并用ANSYS／LS—DYNA计算了转子在啮合过程中齿面接触应力、应变的变化情况及接触压力的分布情况。仿真结果显示在完全啮合时，转子的接触应力虽然在屈服极限内，但是大于理论计算最大应力值，表明该厂的某产品存在一定的质量问题。最后针对该产品出现的情况探讨了解决途径。。关键词：转子式机油泵；ANSYS／

2、IS—DYNA；接触仿真分析；汽车润滑系中图分类号：THl2文献标识码：A文章编号：1007—8320(2009)01—0020—03DynamiccontactsimulationanalysisofthemovingelementinrotorlubricatingpumpDENGXin-yuan，CAIHao(Vehicle＆MotorcycleFittingsQualitySupervisionControlCenterofHunanProvince，，Hunan410013，China)Abstract：Thefiniteelem

3、entforetreatmentofinnerandouterrotormodelsinrotorlubricatingpumpwhichisproducedbyanonymousmanufacturerisoperated．Andthecontactstress，deformationanddistributionofcontactforceduringtheengagementprocessarecalculatedbyANSYS／LS-DYNA．Thesimulationresultshowsthatal—thoughintheyie

4、ldlimit，thecontactstressduringthecompleteengagementprocessislargerthantheorymaximumstress．Itmeansthatthereissomeshortcomingwiththeproductionofthemanufacturer．intheend，thesolutionofthesituationsi8discussed．Keywords：rotorlubricatingpump；ANSYS／LS-DYNA；contactsimulationanalysi

5、s；automotivelubricativingsystem行有限元前处理．最后用ANSYS／LS—DYNA进行计1概述算，以此来分析此款产品的问题所在。机油泵是汽车润滑系的重要组成部分．作用是提2转子泵运动件理论应力计算高机油压力，保证机油在润滑系统内不断循环，主要分为外啮合齿轮式机油泵和内啮合转子式机油泵两忽略泵内液体对转子的作用以及认为转子严格种。按照渐开线啮合。计算所需参数均由表1可知。到目前为止。我国的很多机油泵厂家设计机油泵由转矩计算公式时仍然处于经验设计阶段。缺少理论上的指导与支持。T=9550P--(1)n产品设计不但费工

6、费时，而且往往会出现种种不足。不式(1)中，P为输入功率，n为转速。代入数值后得到输能达到设计的要求。以某厂的产品为例。其生产的某入内转子的扭矩约为12．25x10N·mm。款转子泵内转子顶端较易出现细小裂纹．有少最表层标定工况时。内转子带动外转子匀速转动，所以可金属剥落，导致产品往往不能达到预期的使用寿命。视为外转子在啮合点给内转子一个与输入扭矩等大本文针对这种现象，利用三维造型软件建模，进小的扭矩，即收稿日期：2008—12—20T=TI=F·t(2)作者简介：邓新源，男。湖南双峰人，工程师．主要研究方向：动力机械设计、机械产品质量监控

7、。式(2)中，F为啮合点受到的垂直于啮合表面的力：t第36卷第1期邓新源，等：转子式机油泵运动件动力学接触仿真分析2l为通过F方向的直线与内转子中心的垂直距离，如图不需要碰撞和释放条件，因此很少引起沙漏l所示。(Hourglass)效应，噪声小，不增加问题的自由度，可以由本产品的内转子齿形，可近似认为啮合初始阶段和显示数值积分求解包含惯性项的接触问题时的求受力最大。代入相应的t值算得初始啮合力292N。解方程相协调【2l。对称罚函数法在每一个时间步对从节点和主节点循环处理一遍。算法相同。4转子泵运动件有限元分析4．1有限元前处理根据厂家提供

8、的参数，忽略部分对分析结果影响不大的细节后建立转子泵运动件模型。对模型划分三维网格，采用弹塑性材料(*MAT-PLASTIC—KINEMATIC)。其材料属性，[Rho]取7．8