轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵數(shù)值模擬分析及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展，作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的機(jī)油泵也隨之進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。但是由于在裝配工藝水平、加工設(shè)備、加工精度和檢測(cè)手段方面存在較大差距，目前國(guó)內(nèi)機(jī)油泵仍無(wú)法達(dá)到國(guó)外的性能標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了提高廠(chǎng)家的研發(fā)能力、研發(fā)速度與產(chǎn)品性能質(zhì)量，將有限元數(shù)值模擬分析引入機(jī)油泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程，可望為國(guó)內(nèi)機(jī)油泵行業(yè)目前存在的上述問(wèn)題的解決提供一條新途徑。 本文以湖南機(jī)油泵股份有限公司委托項(xiàng)目-BF6M1013系列柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油

2、泵動(dòng)力學(xué)及結(jié)構(gòu)仿真分析為依托，主要進(jìn)行了以下研究工作： (1) 在考慮了油液阻力與摩擦的基礎(chǔ)上，利用LS-DYNA關(guān)鍵字控制了接觸一碰撞過(guò)程的參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子泵運(yùn)動(dòng)件旋轉(zhuǎn)—接觸—碰撞過(guò)程數(shù)值仿真研究，得到運(yùn)動(dòng)件所受應(yīng)力的分析結(jié)果，其中包括壓力分布圖、交變有效應(yīng)力—時(shí)間曲線(xiàn)圖等，從中捕捉到了機(jī)油泵運(yùn)動(dòng)件應(yīng)力集中現(xiàn)象。將穩(wěn)定工況下的模擬結(jié)果與實(shí)際情況相結(jié)合進(jìn)行分析，從而得到了轉(zhuǎn)子泵運(yùn)動(dòng)件損壞的原因。 (2)在數(shù)值模擬分析的

3、基礎(chǔ)上，針對(duì)工程實(shí)際要求，采用圓弧—短幅外擺線(xiàn)內(nèi)等距線(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)件輪齒進(jìn)行了改型，并采用LS-DYNA進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，改型后的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)件應(yīng)力過(guò)渡平穩(wěn)，應(yīng)力集中現(xiàn)象得到了改善。 (3)建立了轉(zhuǎn)子泵體三維模型，對(duì)泵體進(jìn)行模態(tài)分析。結(jié)果顯示了低轉(zhuǎn)速下容易發(fā)生共振的頻率和應(yīng)力、應(yīng)變情況，同時(shí)表明此泵體在現(xiàn)有約束條件下的固有頻率偏離轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)件激振頻率，與之對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)油泵的工作轉(zhuǎn)速，不易產(chǎn)生共振。為泵體參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)