抽油机曲柄销总成接触有限元分析.pdf

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1、2第01112年期第第45O8卷页石油矿场机械0lLFIELDEQUIPMENT2O11，40(12)：58～61文章编号：1001—3482(2011)12—0058～04抽油机曲柄销总成接触有限元分析马卫国，黄辉建，徐铁钢，蔡子龙，阳婷(长江大学机械工程学院，湖北荆州4f4023)摘要：利用三维建模软件Pro／E与有限元分析软件Ansys的无缝连接，在Pro／E中建立了抽油机曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫片的装配实体模型，并导入Ansys中进行接触分析，得到各实体之间的接触应力分布情况。分析结果表明：曲柄销所受最大等效应力发生在曲柄销锥面中部；锥面小端的最大应力大于除

2、锥面中部外的其他部位。与传统的力学模型计算结果相比，更能有效地解释曲柄销失效主要发生在锥面中部、螺纹根部和锥面小端这一实际情况，并提出了一些设计和加工曲柄销的改进意见．关键词：抽油机；曲柄销；失效分析；有限元；接触分析中图分类号：TE933．1文献标识码：AContactAnalysisofCrankPinAssemblyofPumpingUnitBasedonFiniteElementMethodMAWei—guo，HUANGHui—jian，XUTie—gang，CAIZi—long，YANGTing(MechanicalEngineeringCollege，Yan

3、gtzUniversit，Jingzh0“434023，Chi“)Abstract：Withtheuseofseamlessconnectivitybetweenthethree—dimensiona1modelingsoftwarePro／EandthefiniteelementmethodsoftwareANSYS，anassembledmode1wascreated，inc1uding。nkpm，sleeve，crankbodyandnutwasherbyPro／E，andwasputitintoANSYSforcontacta—nJY，。。“tactstress

4、distributionbetweenthevariousbodieswasobtained．TheresultsshowthatthemaxlmumequivalentstressOCCURSinthemiddleconeofcrankpin．Inaddition，themaximumstreSSofthesmallendofcrankpinisgreaterthanotherpartsexceptthecentra1cone．Comparedtotheresultsobtainedbytraditionalmechanicalmodel，whichcaneffect

5、ivelyexplainthefactthat’+“+”+“++”+’‘++“+“+”+“+”十一+“+”+“+”+--+“+”+”+“+n+·-+“++．．++．+．+++．+++．．++．+++++．+++．+++．参考文献：6结论[1]余林，李华．Pro／E辅助设计标准教程[M]．北京：1)利用三维软件对车载泵的结构进行整体的北京理工大学出版社，2007．三维建模。[2]朱俊华，站长松．往复泵[M]．北京：机械工业出版社，2)通过对模型的运动仿真分析，利用三维软1992：70—12O．件的功能特性，观测出于涉情况，根据采集的运动图[4]方建军，刘仕良．机械动态仿真

6、与工程分析——P。／形分析车载泵整体结构的合理性。ENGINEERWildfire工程应用[M]．北京：化学工业出3)将运动仿真的结果导出，制作成视频动画，版社，2004．利于直观观察，同时也能与实体对比，起到更全面观L4]祝凌云，李斌．Pro／ENGINEER运动仿真和有限元测作用。仿真[M]．北京：人民邮电出版社，2004．收稿日期：2011一O6一O3作者简介：马卫国(1961)，男，湖北咸宁人，教授级高级工程师，主要从事石油钻采机械方面的教学和科研工作，E-mailhuanghuijianl985@126．COI1。至圣i；；；至兰：堡壁堡壁声限元分析蒸磊~59

7、保甜．an索。由于⋯曲柄啦馒K，则朝销轴向受力平衡，则有n(+Ffcos(d-)==2(2)p：墨(3)啷()Ff—Nu(4)一ln㈣图l游粱式抽油机四杆机构将式(3)～(5)带入式(2)可藉L√Qp一丽7rdLMJ2anh(f"等)十]()石油矿场机械2011年12月式中，F为结合表面摩擦力；p为结合表面正压力；2．2建立模型定义材料属性和网格划分M—p。L。为曲柄销A_A截面承受的最大弯矩；为了较真实地模拟实际情况，在Pro／E中建立．为曲柄销和锥套所需的最小结合压力；．，、J。分了曲柄销、锥套、曲柄体、螺母垫片的实体装配模型。别为曲