一种潜液泵的模态分析探究及支撑形式改进.pdfVIP

2第0171期年 郑继平 ，等：一种潜液泵的模态分析及支撑形式改进 船海工程 第 46卷 2．3 约束和载荷 式中：。为等效应力；TI。，2和 3为第 1、2、3主 约束。潜液泵上部在 甲板支撑座上，中部支 应力；盯为许用应力。 撑圈和下部支撑圈约束横 向平移 自由度 ，释放轴 模态分析是用来确定结构的振动特性的一种 向自由度。见图2。 技术，通过它可 以确定 自然频率、振型和振型参与 系数。进行模态分析可以使结构设计避免共振或 以特定的频率进行振动；使设计师认识到结构对 不同类型的动力载荷是如何响应 的；有助于在其 他动力分析中估算求解控制参数 。 在已有约束和载荷的状态下对潜液泵进行模 态分析，预应力模态方程 ¨为 K +S 一 (t)2M P【t：0 式中： 为刚度矩阵，M 为质量矩阵；∞ 为振动频 率； 为模态。 采用有限元法进行模态分析，提取潜液泵的 固有频率 。 图2 约束示意图 2．4 计算结果 计算结果表明，结构强度满足要求，现仅以高 载荷。潜液泵轴转速为3010r／min、结构重 压管和离心泵壳体为例说明计算结果。图4、图5 力、叶轮力矩、叶轮反力 、高压管压力、回油管压 分别为高压管应力分布和离心泵壳体应力分布。 力、隔离管压力。在结构相应部位施加载荷 ，加载 高压管最大应力值为 151．67MPa，出现在管路 内 见图3。 壁，强度满足；适配器最大应力 185．16MPa在外 侧应力集为局部应力集中；周围应力 128MPa，强 度满足；泵壳体最大应力 125MPa，强度满足；轴 的最大应力 234MPa，强度满足要求，见图6。 a)泉 城 衙 b) 汗蹄 ，I、 载 砷 图3 加载示意图 首先对潜液泵进行静力学分析。根据静力学 图4 高压管应力云图 计算公式 ： Kx = F 式中：为刚度矩阵；为位移矢量 ；F为力矢量 。 采用有限元分析软件 ANSYS对结构进行分 析，按照ABS船级社规范对潜液泵结构进行强度 校核 (安全系数取 1．5