基于刚柔耦合的泥浆泵曲轴疲劳寿命分析-论文.pdf

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1、第28卷第l期湖北汽车工业学院学报Vo1．28No．12014年3月JournalofHubeiUniversityofAutomotiveTechnologyMar．2014doi：10．3969~．issn．1008-5483．2014．01．009基于刚柔耦合的泥浆泵曲轴疲劳寿命分析邓维敏，庹奎，谢国宾(重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074)摘要：分析了泥浆泵曲轴的典型工况，建立了泥浆泵曲轴的几何模型，利用有限元软件对模型进行模态分析。基于Adams建立曲轴的刚柔耦合模型，通过动力学仿真获得曲轴的应力云图和疲劳载荷谱。利用MSC．Fatigue对曲轴进行全寿命分析。计算结果

2、表明曲轴的疲劳性能够满足要求，为泥浆泵曲轴的设计提供了新思路和方法。关键词：泥浆泵曲轴；刚柔耦合；模态分析；疲劳寿命中图分类号：TH322文献标志码：A文章编号：1008—5483(2014)01—0034—05AnalysisonFatigueLifeofMudPumpCrankshaftBasedonRigid-flexibleCouplingDengWeimin,TuoKui，XieGuobin(SchoolofEleetromechanicsandAutomobileEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，Chi

3、na)Abstract：Atypicalworkingconditionofthemudpumpcrankshaftwasanalyzed．Thegeometrm。modelofthecrankshaftofmudpumpwasestablished，themodalanalysisonthemodelwascarriedoutbyusingthefiniteelementsoftware．TherigidflexiblecouplingmodelofthecrankshaftwasbuiltbasedonAdamsandthestressnephogramandfatigueloadspe

4、ctrumofthecrankshaftwereobtainedviadynamicsimulation．ThelifeofthecrankshaftwasanalyzedbyusingMSC．Fatigue．Thecalculationresultsshowthatthefatigueresistanceofthecrankshaftcanmeettherequirements．Itprovidesanewideaandmethodforthedesignofthemudpumpcrankshaft．Keywords：mudpumpcrankshaft；rigid——flexiblecou

5、pling；modalanalysis；fatiguelife曲轴是泥浆泵的核心零件之一．曲轴具有结构的。故针对性地对泥浆泵曲轴进行疲劳寿命分析有复杂、加工制造困难、刚性差、承受载荷复杂等特很大的现实意义。点．其工作性能的好坏很大程度上影响泥浆泵的可靠性和使用寿命⋯泥浆泵在工作过程中，应力集1模态分析中现象严重．影响其寿命的因素众多．许多失效实例表明．疲劳断裂是失效_2]的主要形式．通过连杆1．1几何建模及网格的划分作用在曲柄上的交变载荷是造成曲轴疲劳破坏I3]建立准确、可靠的几何模型，是利用有限元法的主要原因。近年来。汽车发动机、内燃机曲轴的设进行分析的重要步骤之一但是对于比较复杂的机计都

6、己广泛采用Ansys,MSC等软件进行曲轴的静械机构完全按照实体来建立计算模型．进行有限元力分析、模态分析、动力学仿真等嘲。在汽车和内分析往往是很困难的。为了保证计算的精度．常对燃机曲轴中多为四拐和六拐．而泥浆泵主要是三拐模型进行适当的简化．保留其主要特征．建立曲轴收稿日期：2014—03—10作者简介：邓维敏(1990一)，女，重庆人，硕士生，主要从事机械可靠性分析方面的研究。一38一湖北汽车工业学院学报2014年3月0fAItoolsinfaultdiagnosisofelectricalmachinesanddrives-anoverview[J]．IEEETransactionson

7、Energy4结论Conversion，2003，18(2)：245—251．胡飞孔．柴油机曲轴有限元分析[J]．江苏船舶，201l，1)对泥浆泵曲轴进行实体建模和模态分析并28(6)：21-23．在动力学软件中建立刚柔耦合动力学模型．通过动LEEHJ．Dynamicsandprobabilisticfatigueanalysis力学仿真获得精确的载荷历程。schemesforhigh—speedpressm