方形固支平膜片弹性特性分析及优化设计.pdf

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1、第24Wtll4期机电产品开簋与纠新V01．24，No．4呈Q!!圭Z旦里!!竺竺竺竺苎!竺：兰!!兰竺竺坐!!垒兰!竺!!型型竺竺蔓!堕：!兰Q!!文章编号：1002-6673(2011)O扣113--03方形固支平膜片弹性特性分析及优化设计李顺江1，程鹏飞2(1．漯河职业技术学院，河南漯河462002；2．漯河高级技工学校，河南漯河462002)摘要：针对方形平膜片在传统设计中存在的计算繁琐、效率低下和精度不高等缺陷，应用大型有限元分析软件ANSYSl2．0建立了方形平膜片有限元模型。研究了主要结构参数和栽荷对弹性特性的影响规律。同时通过对方形平膜片的优化设计优化设计参数进行了

2、分析，并利用软件ANSYSl2．0的优化设计模块对方形平膜片的主要参数进行了优化设计，分析表明优化后的主要性能指标得到了进一步的改进，提高弹性元件的设计精度。该方法对于仪器仪表中其它弹性元件参数优化设计具有一定指导意叉和实用价值。关键词：方形平膜片；有限元分析；优化设计中图分类号：THl35文献标识码：Adoi：lO．39690．issn．1002-6673．2011．04．048ElasticCharacteristicsAnalysisandOptimizationDesignonQuadrateFixedSupportedFlatDiaphragmLIShun-．Iia耐，C

3、ltENC,Peng-Fei2(1．LuoheVocational&Tech．CoDege。LuoheHenan462002。China；2．LuoheVocational&Tech．Colleg。LuoheHenan462002，China)Al袖raet：AstOthedefectsthatexistinthetraditionaldesignofsquareflatdiaphragm,suchasheavyandcompficatedcalculation,lowetticiencyandlowaccuracyandSOon,ANSYSisusedtOestablishthe

4、firtiteelementmodelofsqttateflatdiaphragmandthemethodaboutitselasticcharacteristicsanalysisandoptimizationdesignisproposed．Inthemethod,theelasdccharacteristicsofasquareflat蛳lll鹋mwidldampeahouri,tin,andthedistributionofStreSSanddisplacementofelastomeral't!mulat,edandamly2cdbyANSYS；therulethatth

5、estnlcturesizeparametelsandloadsaffecttheelasticcharacteristicsofelastomeris5t'udiedbythecalculationofstlress，s洫，andstatic；andthroughtheoptimizationaesignofthemodel,thediaphr,Lgmperformanceisfurtheroptimizedandthe,tsign扯anc3randefficiencyofelasticcomponentsa地improved．Themethodhassomeguidancean

6、dpracticalvaluetOtheparameteroptimizationdesignofelasticcomponentsusedbyapparatusesandinstruments．Keywords：square丑atdiaphragm；finiteelementanalym；optimizationaesign0引言方形平膜片是构成压力仪表仪器中常用的弹性元l件，也是仪表和传感器设计中的关键元件，其弹性特性和动态特性将对仪表的结构形式、结构尺寸和测量精度有重要的影响。因此，准确地设计方形平膜片的各个结I构参数对提高仪表及传感器设计精度有很大的关系伽。目前，对方形平膜

7、片弹性特性的研究和优化设计工作开l展的较多，如郭崇志1"21和程江涛[31都在该领域做了大量的工作。本文运用有限元分析软件ANSYS9．0对该弹性体I结构进行了静力和动力学特性的仿真，分析了弹性体各：结构尺寸对传感器性能的影响，得到了弹性体在单向载——收稿Et期：2011掉30作者简介：李顺江(1972-)，男，讲师，本科。主要从事机：械设计及数值模拟等研究工作。荷作用时的应力、应变分布状态及其静、动态特性，为其结构优化设计和进一步分析提供了依据[41。1方形膜片有限