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大型隔膜泵作為固-液兩相介質(zhì)輸送的核心設(shè)備，在冶金、石油化工和長距離管道輸送等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。大型隔膜泵動力端主要由下箱體、曲軸、連桿和十字頭等關(guān)鍵部件所組成其中，下箱體的軸承支撐由于受到大噸位曲軸反作用力，使其在下箱體板材的局部焊接位置容易發(fā)生破壞因此，為保證大型隔膜泵在用戶現(xiàn)場正常、穩(wěn)定、安全的運行，在下箱體的設(shè)計過程中應(yīng)對其進行強度分析，以確保其強度滿足設(shè)計要求傳統(tǒng)的箱體分析計算將軸承壓塊與下箱體簡化為共節(jié)點的方式分析，此種簡化結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，分析應(yīng)力可能偏小。因此存在安全隱患為了規(guī)避此安全隱患，下箱體分析采用更接近實際工況的螺栓預緊力下的接觸非線性分析本文分別采用有限元分析軟件ANSYS與ADINA對大型隔膜泵動力端下箱體(工況活塞力為130T)進行強度分析與校核，分別進行共節(jié)點與螺栓預緊力下的接觸非線性分析。對比兩種分析方法的差別，避免設(shè)計風險。
針對130T下箱體分別采用軟件ANSYS與ADINIA進行共節(jié)點與螺栓預緊力下的接觸非線性分析。下箱體的三維模型采用共節(jié)點分析方法的網(wǎng)格劃分與邊界條件添加。根據(jù)三缸單作用兩支撐箱體受力關(guān)系，分別在兩支撐上施加余弦力，大小分別為173t和87t。
改進分析方法，采用螺栓預緊力下的接觸非線性分析的網(wǎng)格劃分與邊界條件添加，軸承壓塊與支撐之間建立滑移接觸，將壓塊上平面約束豎直方向，在支撐上部擰緊螺栓孔建立螺栓，施加預緊力，預緊力大小為1473360N導板座與下箱體綁定接觸根據(jù)三缸單作用兩支撐箱體受力關(guān)系，分別在兩支撐上施加余弦力，大小分別為173t和87t。
通過兩種分析方法得出的分析結(jié)果，下箱體最大應(yīng)力位于軸承支撐上部與殼單元連接處，最大應(yīng)力為86.99MPa，下箱體最大位移為0.629mm。改進分析算法后，下箱體最大應(yīng)力位于軸承支撐上部與殼單元連接處，最大應(yīng)力為93.44MPa，下箱體最大位移為0.796mm。
通過以上分析結(jié)果可以得出，采用螺栓預緊力下的接觸非線性分析得出的最大應(yīng)力比采用共節(jié)點得出的結(jié)果較大，而各方向的位移也均比共節(jié)點分析方法的結(jié)果要大從而可以得出采用傳統(tǒng)的共節(jié)點分析方法由于簡化過多，得到的分析結(jié)果較小，安全系數(shù)較高，以此來評價設(shè)計結(jié)構(gòu)有可能存在安全隱患因此，為了規(guī)避設(shè)計風險，應(yīng)采用螺栓預緊力下的接觸非線性分析進行隔膜泵下箱體的有限元分析計算。
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