基于SolidWorks的活塞接触压力分析与仿真.pdf

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1、研究与分析2013年第5期(第26卷，总第127期)·机械研究与应用·基于SolidWorks的活塞接触压力分析与仿真蒋帆(浙江同济科技职业学院，浙江杭州311231)摘要：活塞与阀座内壁所形成的接触应力及拔出力直接影响活塞的密封性及摩擦磨损等使用性能。利用有限元分析法，得出活塞在静态和动态情况下，接触应力的分布规律，同时分析在改变活塞装配过盈量情况和工作压力的情况下，接触应力的分布与过盈量的选取问题。仿真分析表明，活塞和阀座之间的单边过盈量不能超过0．01mm；当摩擦系数／x为0．05，单边过

2、盈量为0．01inm时的最大拔出力为892．14N，而液压产生的推出力仅为300N，远小于实际所需的拔出力，因此0．01mm的单边过盈量能完全符合使用要求。关键词：配合过盈量；接触应力；仿真分析中图分类号：TH16文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)05—0034—03ContactStressAnalysisandSimulationBasedonSolidWorks_『IANGFan(ZhefiangTongjiVocationalCollegeofScienceandte

3、chnology，HangzhouZhejiang311231，China)Abstract：Contactstressandpull-outstressformattedbypistonandthevalveseatdirectlyaffectthepistonsealandfrictionwearperformance．Problemofpistonsizeselectionisanalyzedbetweendifferentassemblyinterferences．Simulationr

4、esultsin—dicatethatcontactsurfaceaveragemisesstressofvalveseatisaboutequaltoyieldstrengthofmaterialswithinterferencein0．01mm，whileinconditionsofinterferencein0．02mmand0．03mm，radialdeformationofvalveseatisobvious．Basedona—nalysisandconsideringmechanic

5、alpropertiesofmaterials，unilateralinterferencebetweenpistonandseatwouldnotexceed0．0lmm：whenfrictioncoeficientisdefinedas0．05andunilateralinterferenceissetas0．01mm．outputstresswouldbe892．14N．whichisfarlessthanhydraulicpressurearisingfrompull-outstress

6、whowouldonlybe300N．Therefore，0．01mmu—nilateralinterferencecancompletelymeettheuserequirements．Keywords：assemblyinterference；contactstress；simulationanalysis1引言单元较好地保证计算精度，适合于接触求解。用活塞作为重要的密封件，在工作过程中，活塞外1．5inn的单元大小划分网格，在活塞和阀座之问的壁承受轴向或产生的热量会改变活塞与阀座之间的接触

7、面采用局部细化网格，网格边长最小为过盈量，而过盈量直接影响活塞的密封性能J。为0．08ITlm，得到的有限元模型节点数为53348，单元了让活塞能够达到更好的密封效果，且封堵更高的压数为32522，自由度数总数158370，模型如图2差，可以通过优化活塞与阀座之间的过盈量来提高封所示。堵压差的能力。据活塞的工作原理，以某厂生产的黄铜活塞作为仿真分析对象，运用SolidWorks软件建模表1材料性能参数分析其在工作过程中的变形量与活塞装配中的过盈量之间的关系。2仿真分析模型建立及边界条件设定2．1

8、模型建立选用某活塞作为仿真分析对象，研究其在工作过程中的变形量与活塞装配中的过盈量之间的关系。该活塞和阀座均采用黄铜为制造材料，材料具体参数如表1所示[2-3]。活塞与阀座之间为过盈配合装配，图1为活塞阀座过盈配合剖面图。有限元网格划分采用高品质的四面体单元，这种图1阀座剖面图图2有限元模型收稿日期：2013一O8一O5作者简介：蒋帆(1984一)，女，浙江杭州人，讲师，硕士，主要从事农业工程研究方面的研究。·34·研究与分析2013年第5期(第26卷，总第127期)·机械研究与应用·通过分析发