基于有限元分析的泥浆泵泵体结构优化设计

研究泥浆泵泵体的应力分布,并根据分析结果对泵体结构进行优化设计,以提高泥浆泵的功率等级.首先,对1600HP型泥浆泵泵体基于1800HP工况的最大受力条件进行有限元分析.经过初步分析后,发现泵体的前连接板和主墙板发生应力集中,不满足材料的强度要求.据此对泵体结构进行优化设计,使其强度满足1800HP工况的强度要求,从而达到在不增加泥浆泵总体积和总重量的基础上提高泥浆泵的功率等级.优化后的1600HP型泥浆泵泵体满足1600HP到1800HP不同的工况条件,只需更换相应电机就能够适应钻井深度的增加,而且不需要进行相应吊装设备、辅助管网等装备的更换,有效地降低了陆地钻井平台的成本,提高了经济效益.     

基于ABAQUS的摩擦副最高温度研究

以某湿式摩擦离合器的摩擦副为研究对象,忽略摩擦片表面沟槽结构及散热,建立摩擦副接触模型,通过ABAQUS仿真分析软件,对模型直接施加转速、压力等条件,进行更接近实际情况的摩擦生热仿真分析,得到摩擦副温度场,对温度场中最高温度出现位置及摩擦副厚度对最高温度的影响进行对比分析,仿真结果表明,理论计算平均温升与仿真结果最高温升存在较大差异;摩擦副最高温度出现在滑摩区域靠近最外圈位置的原因是滑摩过程中钢片及摩擦片沿轴向产生的微小形变;钢片厚度对最高温度影响较大,摩擦片厚度对最高温度影响较小,适当增加钢片厚度能降低最高温度。     

制动摩擦副摩擦特性分析

针对制动摩擦副的特点,运用摩擦学的分析方法,分析以汽车制动摩擦副为代表的摩擦表面特性,进而得出对制动衬片的性能要求。     

超低温环境下铝/铜摩擦副的摩擦磨损特性

为探究超低温环境下铝/铜摩擦副的摩擦磨损特性,采用四球摩擦磨损试验机、表面轮廓仪、扫描电镜等研究超低温环境下不同载荷、不同转速时铝/铜摩擦副的干摩擦性能,并与常温工况进行对比。研究结果表明：超低温环境下,铝/铜摩擦副的平均摩擦因数随着载荷的增加呈现下降趋势,但摩擦副的平均摩擦因数与磨损量比常温环境下的大;常温环境下,摩擦副产生的铝屑集中黏附在铝基体表面中央区域,而超低温环境下铝屑主要分布在铝基体表面边部区域,且有逐渐向摩擦面外排出的趋势;在常温环境下,铝/铜摩擦副摩擦磨损以磨粒磨损和黏着磨损为主,在高载荷、高转速时主要发生黏着磨损甚至出现烧结现象,而在超低温条件下,其摩擦磨损以磨粒磨损为主,在高载荷、高转速时摩擦面间主要发生挤压剥落现象。     

柱塞泵中柱塞摩擦副泄漏流量的分析

考虑到柱塞密封长度的变化，对柱塞与缸孔间环形间隙流动流量公式进行修正，得出修正系数的计算公式，为柱塞泵（马达）容积效率的分析和计算提供了方便。     

轴向柱塞泵滑靴副间隙泄漏及摩擦转矩特性

探讨了在不同柱塞腔压力、缸体转速和滑靴重心与球窝中心所组成的离心力臂作用下滑靴副间隙泄漏以及摩擦转矩的变化过程.结果表明:柱塞腔压力、缸体转速以及滑靴的离心力臂与其所受的正向压紧力、动压效应以及离心力矩密切相关,它们是影响滑靴副泄漏流量的重要参数;滑靴的摩擦力矩随泄漏流量的增大而增大.液压泵的实际泄漏流量和摩擦转矩损失随柱塞腔压力和缸体转速增大而增大,由于考虑配流副和柱塞副的泄漏与摩擦转矩损失,其实际测试结果较大;滑靴在泵的容积效率和机械效率损失方面所占的比重较小.     

螺旋千斤顶螺纹副优化设计

采用非传统优化设计方法 ,以螺旋千斤顶螺纹副体积最小为目标函数 ,用MATLAB语言优化工具对其进行优化设计 ,并给出了计算实例     

低速精密摩擦副材质与润滑介质匹配的研究

影响临界爬行速度诸多参数中,最大与最有可能影响的参数是静、劝摩擦系数差值△f。为此研制了爬行运劝试验装置,并用不同材质与不同摩擦状态的摩擦(运动)副进行研究。得出铸铁—铸铁运动副,不论润滑良否,对临界爬行速度影响不大,并且数值较小。因而铸铁是制造低速精密运动副的好材料。     

考虑摩擦的含S副间隙6-SPS机构动力学分析

利用拉格朗日方程建立了理想并联机构的动力学方程,并利用连续接触模型得到了含间隙S副6-SPS并联机构的动力学方程,该机构动平台上6个运动副全部含有间隙.把动平台S副间隙简化为一个无质量连杆,其长度用随机函数表示,并在机构间隙的变化速度与机构运动速度之间建立函数关系,用机构运动速度表示机构间隙的变化速度.把动平台上6个运动副简化为一个推力轴承,研究摩擦对机构的影响,分析机构所受到的摩擦力矩.通过求解机构的动力学方程,得到机构的动力学特性曲线.结果表明:机构间隙和运动副摩擦对动力学特性都有影响,计算油膜黏性摩擦力矩时引入随机函数,使运动副球体的运动更接近真实状态.     

滚动直线导轨副的优化设计

为了研究提高滚动直线导轨副固有频率的方法,建立滚动直线导轨副有限元模型,通过时域分析,研究导轨副中滚珠材料、导轨材料、滑块材料、滚珠数目、滑块肋板厚度对滚动直线导轨副刚度的影响。结果表明,在载荷一定的情况下,为使滚动直线导轨副变形最小、应力最小,应该选择最优的材料参数、最优的滚珠数目,同时选择最优的肋板厚度。研究结论为滚动直线导轨副的结构优化设计提供了理论参考,并可以有效提高设计效率。     

PEEK复合材料摩擦副的摩擦磨损分析

分析了PEEK复合材料的摩擦磨损机理,并作为自润滑材料运用于无油十字滑块压缩机的滑块-滑道摩擦副中.对影响滑块-滑道摩擦副寿命的诸多因素如滑动速度、工作载荷,表面工作温度等进行了分析,从而在设计中时这些参数进行合理而正确的选取.实验研究表明,PEEK复合材料作为自润滑材料用于滑块-滑道摩擦副是可行的.     

机构转动副摩擦圆的应用

转动副在机械中应用很广,常见的有轴和轴承以及各种铰链构件.针对各种构件运动状态,假设转动副的摩擦圆,利用摩擦圆分析机构受力情况以及转动副自锁问题,可收到很好的效果.     

机械密封摩擦副温度场分析

机械密封端面摩擦副温升是引起密封失效的一个重要原因,本文通过FLUENT软件对螺旋槽非接触式机械密封与接角式机械密封的端面温度场进行模拟计算,为解决实际生产问题奠定理论基础.     

基于混合编程的端面摩擦副热分析软件的开发

摩擦热影响摩擦副的材料的摩擦学行为.文章基于Visual Basic(简称VB)语言和有限元软件ANSYS开发了端面摩擦副温度场的自动分析软件,并采用ANSYS调用VB生成的应用程序的混合编程方法,有效地利用了一次分析结果,加快了摩擦学设计,方便摩擦学材料的评定.     

组合式摩擦离合器-制动器优化设计

近几年来,随着机械优化设计理念的深入和应用,改进后产品的性能得到了明显的提高。作者查阅了大量相关资料后确发现,对于曲柄压力机的关键部件———组合摩擦离合器 制动器的优化设计研究相对较少。就此,作者通过优化设计方法,建立了相关数学模型,用优化设计方法对组合式摩擦离合器 制动器进行了设计计算。并就优化设计与传统设计的结果进行了比照。结论表明,优化设计结果优于传统设计。优化数学模型的建立是合理的。同时,该优化数学模型对其它类型的离合器和制动器设计具有一定的参考价值。     

凹坑型微织构对不锈钢/皮质骨摩擦副摩擦性能的影响

采用MMW-1型立式万能摩擦磨损试验机研究了凹坑型微织构在微量润滑条件下对4cr13不锈钢/猪骨皮质骨摩擦副的滑动摩擦性能的影响.利用激光加工技术在4cr13不锈钢盘上加工出不同尺寸的凹坑型微织构.在相同载荷、转速情况下,分析有无微织构对摩擦副摩擦系数的影响,以及凹坑型微织构的直径、间距、深度对微织构减摩性能的影响.结果表明,在试验参数范围内,微织构参数中凹坑的间距对摩擦系数的影响最显著,深度次之,直径对摩擦系数影响最小.     

少齿数齿轮副的有限元分析

结合渐开线斜齿轮和少齿数齿轮设计理论,对少齿数齿轮副各参数进行选取,建立少齿数齿轮副的三维模型,进行少齿数齿轮副的接触有限元分析,得到了少齿数齿轮副传动过程中接触区域和轮齿接触应力。通过对比两种齿面接触强度计算方法,初步验证了以下界点作为齿面接触强度计算点的合理性,为少齿数齿轮副的优化设计和齿面接触强度公式的建立提供参考依据。     

湿式铜基摩擦副局部接触对摩擦因数的影响

考虑金属的热衰退特性及温度、压力和摩滑速度对混合润滑油膜的影响,建立了湿式铜基摩擦副局部接触摩擦因数计算模型,研究了摩滑过程中湿式铜基摩擦副局部接触状态下摩擦因数的变化规律,并通过销-盘摩擦因数测量实验对摩擦因数计算模型进行了验证.研究结果表明:摩擦元件屈曲变形导致摩擦元件间摩擦状态发生变化,在局部接触条件下,接触区摩擦状态随温度升高可分为油膜主导阶段、微凸峰主导阶段、摩擦因数上升阶段和热衰退阶段4个阶段.其中,油膜主导阶段会随摩滑速度的减小而消失.干摩擦状态下,摩滑速度对摩擦因数影响较小.在混合润滑状态下,摩擦因数随摩滑速度增加而下降,且温度越小摩擦因数衰减越显著.局部接触区平均面压较小时,压力对摩擦因数影响较小,当压力超过100 MPa时,接触面压力开始对混合润滑中的油膜主导阶段产生影响,此时摩擦因数随压力升高而增大.      

高分子材料-钢摩擦副湿磨粒磨损机理的试验研究

采用销盘式试验机对聚四氟乙烯和丁腈橡胶的磨损特性进行了研究。试件浸入水或钻井泥浆中,在不同的正压力和转速下进行试验。在试验中,还采用了固相含量分别为0.02％和0.13％(重量百分比)的两种泥浆。磨损表面用扫描电镜和X射线能谱仪进行了观察。试验结果表明,泥浆的固相含量对高分子材料的湿磨粒磨损起着重要作用,丁腈橡胶在泥浆中的抗磨性比聚四氟乙烯好得多。