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隔膜泵曲軸的有限元模型分析
曲軸是一異形長(zhǎng)軸類(lèi)零件，具有軸線不連續(xù)，直徑比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn).從總體上看，曲軸不是對(duì)稱(chēng)或反對(duì)稱(chēng)體，對(duì)曲軸進(jìn)行有限元模態(tài)分析時(shí)必須取整體為研究對(duì)象。
曲軸受力十分復(fù)雜，要想把曲軸所有受力情況都考慮進(jìn)去加以分析計(jì)算，在目前還做不到.實(shí)際分析中，常常是抓住主要因素，忽略次要因素，以簡(jiǎn)化計(jì)算。通常作如下簡(jiǎn)化假設(shè):
(1)主軸頸中點(diǎn)既是支承點(diǎn)，又是集中的支反力的作用點(diǎn).
(2)連桿力集中作用于曲柄銷(xiāo)的中點(diǎn).
(3)不計(jì)曲軸箱變形和支座的彈性撓曲。
(4)不計(jì)曲軸自重。
(5)略去作用在軸頸上的其它各缸間的作用力的影響.
(6)略去因加工和裝配質(zhì)量及使用后磨損、熱變形造成的附加載荷。
作用在曲軸上的力和力矩有:
(1)工作介質(zhì)壓力的分力.
(2)活塞連桿組慣性力的分力。
(3)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、橫向振動(dòng)和縱向振動(dòng)的附加載荷。
(4)曲軸箱變形、主軸承的彈性下沉、各軸承孔的不同心度以及主軸頸在使用中磨損等因素造成的附加載荷。
曲軸的破壞形式基本有兩種:彎曲疲勞破壞和扭轉(zhuǎn)疲勞破壞:彎曲疲勞裂紋首先產(chǎn)生在連桿軸頸圓角或主軸頸回角處，然后向曲柄肴發(fā)展。扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋產(chǎn)生于加工不良的油孔或國(guó)角處，然后與軸線成45 0發(fā)展。曲軸所受的彎曲載荷要大于扭轉(zhuǎn)載荷，破壞形式大多是彎曲疲勞破壞.
曲軸的強(qiáng)度校核，靜強(qiáng)度校核，曲軸多是疲勞破壞，通常在易于發(fā)生疲勞裂紋處進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核.但是在低速曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，有時(shí)也采用靜強(qiáng)度校核的方式，將曲軸所受載荷看成應(yīng)力幅度等于最大應(yīng)力的對(duì)稱(chēng)循環(huán)載荷，并略去應(yīng)力集中系數(shù)和尺寸系數(shù)的影響，而代之以較大的安全系數(shù)，使復(fù)雜的疲勞強(qiáng)度校核具有靜強(qiáng)度校核的簡(jiǎn)單形式。對(duì)于活塞式壓縮機(jī)和往復(fù)泵曲軸，近似地取下述各旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行靜強(qiáng)度校核:
(1)輸入轉(zhuǎn)矩為最大時(shí)。(2)綜合活塞力絕對(duì)值最大時(shí)
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