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同向双螺杆受力分析及有限元模拟

刘华玲

  用数值计算的方法进行新型螺杆元件研究,已经取得了一些成绩。但是,这种方法用于双螺杆,大多限于对流场的分析。本文把数值计算的方法用于同向双螺杆的芯轴和螺杆元件的应力分析,利用有限元软件ANSYS模拟芯轴和螺纹元件真实的载荷情况,对不同形式的芯轴和螺纹元件模拟计算并进行应力分析讨论,进而改进它们的结构,得出了一些结论。对几种不同形式的芯轴进行应力分析及有限元模拟,其中,六棱形芯轴承载能力最好;渐开线花键芯轴次之,平键芯轴最差。对芯轴上结构变化较大的部位改变、优化结构,进而对在芯轴的设计中如何减小应力集中提出了合理化建议。采用实体建模的方法,模拟分析双螺杆流场中对应于三个螺距长的一部分,得出压力分布的大概情况:从这一段的入口到出口,压力是逐渐上升的;每个螺棱都存在一个高压面和一个低压面;压力平稳上升主要是沿螺槽方向,而不是在轴向。为下一步螺纹元件应力分析中的加载提供了参考。对不同形式的螺纹元件模拟计算分析,发现矩形槽螺纹元件承载能力最差,梯形槽螺纹元件次之,共轭形槽螺纹元件承载能力最好;改变梯形角的大小,得到梯形角的大小与螺纹元件产量和最大应力值之间的关系;增大共轭形螺纹元件螺槽的截面尺寸的大小,进行螺纹元件的应力分析, 并进一步提出了设计新型螺纹元件的观点。 在本课题中,利用有限元分析的方法,希望能够在保证高产、安全的前提下,得到较合理的螺纹元件、芯轴,从而为挤压系统的进一步优化设计做一些基础性的工作。……   
[关键词]:有限元分析;同向双螺杆;芯轴;螺纹元件
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京化工大学2004年