基于粒子群优化算法的盲图像复原技术研究.pdfVIP

余学军，陶 艳 ，张翮辉 ，曾永忠 ，罗灿：热应力和水压共同作用下的泵壳强度分析与优化设计 37 荷。根据产品的设计参数，设置参考温度为 30℃， 限 520MPa，故泵壳材质不存在拉断的风险。 并选定所有实体加载 130℃温度值。（4）固定约束。 对支脚的安装孔位置进行固定约束，即同时约束 xyz 三个方向的移动和转动。 3  结果分析与结构优化 3.1原泵的结果分析 考虑到泵壳材质 304 不锈钢为韧性材料，通 图5 第一主应力分布云/MPa（左） 常采用第三或第四强度理论进行强度校核。本文 图6 改进后泵壳的三维结构（右） 选用第四强度理论——畸变能密度理论考察壳体 3.2优化改进方案 的屈服情况，即无论材料处于何种应力状态，只 根据对泵壳各处应力的计算分析，提出泵壳 要畸变能密度达到与材料性质有关的某一极限值， 结构的优化改进方案。为避免重新开模造成高额 就认为材料发生屈服进行强度校核。计算得到的 的模具成本，不进行壳体主体壁厚的调整，而是 等效应力 (Von Mises 应力 ) 分布如图 3 所示，安全 在尽量保证三维造型美观大方的前提下对壳体薄 系数分布如图 4 所示，局部安全系数为局部等效 弱区域进行局部补强处理。主要的结构强化设计 应力与表 2 中材料屈服强度的比值。 手段体现为以下两个方面 ：一是将中开面法兰盘 靠近转子部件轴承安放孔的区域提高 10mm，适 当提高中开面的法兰刚度以降低内压引起的应变 ； 二是分别在泵盖和泵体的薄弱位置增设加强筋， 为保持壳体造型的对称性，加强筋共计四道，其 宽度和高度分别为 40mm 和 15mm。强化后的泵壳 总重量为 899.5kg，比原泵泵壳重量仅增加 4.7%， 图3 等效应力分布云/MPa（左） 控制在一个较小的范围内（参见图 6）。 图4 基于第四强度理论的安全系数分布云示意（右） 由图 3 可见部分区域的等效应力超过了屈服 极限 205MPa。泵盖中上部靠近进水侧出现了较 大面积的屈服现象，有可能使得该区域在泵工作 过程中发生不可逆转的形变，影响流道形状和产 品外观，甚至带来一定的安全隐患。支脚根部与 泵体的接触区域也存在一定的应力集中现象，但 图7 改进后的泵壳等效应力分布云/MPa（左） 考虑到面积较小且实际中支脚安装孔并非理想的 图8 改进后基于第四强度理论的安全系数分布云示意（右） 固定约束，而是允许一定的位移以吸收各种载荷， 3.3 优化效果评估 故计算得出的支脚根部区域应力大于实际值，根 对改进的泵壳设计结构，维持原来的网格尺 据以往设计校核经验该区域的应力集中对产品的 寸，重新划分有限元网格并加载同样的载荷与边 正常运行没有明显的不利影响。此外从图 3 中还 界条件，重新进行有限元分析计算，计算得到壳 发现泵盖中上部区域和泵体进水段支脚的中下部 体等效应力分布及基于第四强度理论的安全系数 区域虽然没有达到屈服极限，但其等效应力显著 分