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离心泵关键结构力学分析及改进研究

作　者: 王鑫
导　师: 朱忠奎
学　校: 苏州大学
专　业: 机械工程
关键词: 密封 钣金 有限元法 结构改进
分类号: TH311
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
引　用: 1次
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内容摘要


泄漏与振动是离心泵常见的问题,对泵的性能有巨大的影响。本论文以离心泵的密封与结构振动为研究内容。论文介绍了密封与振动的基本理论,并由此引出问题相关主要讨论的两个对象:泵盖与钣金支架。提出通过有限元分析方法研究和解决泵的密封和振动问题。首先介绍了有限元分析理论,基于有限元分析为离心泵的泄漏和振动问题提供解决方案。并通过对比模态测试与有限元分析的结果,来验证有限元分析的正确性,进一步说明方法的正确性。针对泵盖有限元分析进而改进结构。基于有限元分析得到静态变形较大,建议增加壁厚及加强筋,改进泵盖泵体交界面的结构。结果显示,通过增加壁厚、增加加强筋及改进交界面结构,静态变形量显著减小至可接受范围。并且改善后的结构也被有限元分析所验证。通过有限元分析有效地解决了泵盖的泄漏问题,泵的性能得到改善。为分析并提高钣金支架的结构刚度,首先通过有限元分析得到其模态,做出结构修改计划,之后又进行了模态测试来进行验证。通过模态分析和模态测试,最终设计出了结构改进的钣金支架。其改进后的结构的合理性也通过有限元分析与模态测试得到验证。综上所述,本文应用有限元分析了离心泵的关键结构的密封和振动问题。通过有限元分析和模态测试,结构改进得以实现。本文研究的问题来自实际工作,本文提议的解决方法具有显著的工程实际意义。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 引言  10-11
  1.2 泄漏、共振问题及其在泵上的表现  11-14
    1.2.1 离心泵泄漏问题  11-12
    1.2.2 共振及其危害  12-13
    1.2.3 离心泵的振动问题  13-14
  1.3 研究现状  14-19
    1.3.1 密封问题的研究现状  14-16
    1.3.2 振动问题的研究现状  16-17
    1.3.3 有限元法的发展现状  17-18
    1.3.4 有限元法及其在本课题的应用  18-19
  1.4 本文研究的主要内容  19-21
第二章 有限元分析理论  21-26
  2.1 有限元分析概述  21
  2.2 静力结构分析概述  21-22
    2.2.1 静力结构分析原理  21-22
    2.2.2 线性静力结构分析过程  22
  2.3 模态分析概述  22-24
    2.3.1 模态分析原理  22-23
    2.3.2 模态分析作用和目的  23-24
    2.3.3 模态分析过程  24
  2.4 有限元分析对产品开发的帮助  24-26
第三章 泵盖的有限元分析及结构改进  26-35
  3.1 泵盖及其密封介绍  26-28
  3.2 泵盖设计及有限元分析  28-31
    3.2.1 泵盖几何模型建立  28-29
    3.2.2 泵盖的静态分析  29-31
    3.2.3 小结及改进建议  31
  3.3 泵盖改进设计及有限元分析  31-35
    3.3.1 泵盖改进设计  32-33
    3.3.2 改进后泵盖的静态分析  33-34
    3.3.3 小结  34-35
第四章 增压器支架设计、分析及改进  35-46
  4.1 离心泵用增压器及支架介绍  35-36
  4.2 钣金支架设计及静态分析  36-39
    4.2.1 钣金支架设计  36-37
    4.2.2 钣金支架的静态分析  37-39
    4.2.3 静态分析结论及建议  39
  4.3 钣金支架的模态分析  39-41
    4.3.1 模态分析过程  39-41
    4.3.2 模态分析结论及建议  41
  4.4 钣金支架的改进设计及静态分析  41-43
    4.4.1 改进支架的静态分析  42-43
    4.4.2 静态分析结论  43
  4.5 改进钣金支架的模态分析  43-45
    4.5.1 模态分析过程  43-44
    4.5.2 模态分析结论  44-45
  4.6 本章小结  45-46
第五章 支架的模态试验  46-60
  5.1 模态试验的理论基础  46-51
    5.1.1 模态试验的基本概念  46
    5.1.2 模态试验的目的和意义  46-47
    5.1.3 模态试验的理论求解过程  47-51
  5.2 支架的模态试验  51-59
    5.2.1 试验仪器介绍  51-53
    5.2.2 初始设计支架的模态测试  53-56
    5.2.3 改进设计支架的模态测试  56-59
  5.3 本章小结  59-60
第六章 总结与展望  60-62
  6.1 全文工作总结  60-61
  6.2 后续工作展望  61-62
参考文献  62-64
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文  64-65
致谢  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 泵 > 叶片式泵 > 离心泵
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