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旋片式真空泵轉子的有限元分析
利用ansys 對旋片式真空泵的轉子進行靜力和模態分析,其結果為旋片式真空泵的設計提供了科學的參考數據,為進一步的有限元分析和優化設計提供了理論依據,從而提高了真空泵的設計。
一、引言
旋片真空泵是利用轉子和可在轉子槽內滑動的旋片的旋轉運動以獲得真空的一種變容機械真空泵,當采用工作液來進行潤滑并填充泵腔死隙,分隔排氣閥和-時,即為通常所稱的油封旋片真空泵。旋片真空泵,可以廣泛用于石油、無、印刷、包裝機等工業。
轉子作為真空泵的主要零件,是-泵正常工作的關鍵因素之一。轉子的受力變形情況需要充分考慮,由于泵工作過程中轉子密封在泵機座內,受力和變形情況不易測量。因此,用有限元方法對轉子進行結構靜力分析和模態分析,可以提高設計水平和降低轉子設計與制造成本。無有利于對轉子和泵進行設計。
二、旋片式真空泵轉子幾何模型的建立
本文利用了pro/engineer 的-建模功能建立轉子模型,再通過ansys-pro/e 接口轉換,將在pro/e 建立的模型直接導入到ansys,實現兩者的無縫連接。所建立的轉子的幾何模型如圖1 所示。
圖1 轉子的幾何模型
三、旋片式真空泵轉子的有限元分析
1、旋片式真空泵轉子有限元模型的建立
在ansys 中,選擇solid45 單元進行有限元網格分析,此單元為三維實體8 節點四面體單元。此轉子的材料為qt400,彈性模量為“1.5e11”、泊松比為“0.3”、密度為7 300kg/m3。一般情況下,在計算機硬件計算能力許可的條件下,單元包含的節點數越多,劃分有限元網格的精度就越高,ansys 得到的分析結果就越準確。本文網格采用自由網格劃分,劃分后得到的轉子有限元模型如圖2 所示。
圖2 轉子的有限元模型
2、靜
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