[發(fā)明專利]一種柱塞泵柱塞收口拉脫力的精確計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710675664.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN107391875B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李奕寧;張琰;王可
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛行自動(dòng)控制研究所
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06T17/20;G06F119/14
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明提出一種柱塞泵柱塞收口拉脫力的精確計(jì)算方法，一種柱塞泵柱塞收口拉脫力的精確計(jì)算方法，該計(jì)算方法采用塑性大變形有線元分析方法，基于Deform塑性分析工具，對(duì)柱塞滑靴收口成型和拉脫破壞全過程進(jìn)行工藝仿真，可在加工前進(jìn)行拉脫力計(jì)算，并反饋迭代設(shè)計(jì)，降低了柱塞泵柱塞滑靴組件研發(fā)設(shè)計(jì)成本，縮短了研制周期并提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量。采用塑性有限元分析方法可對(duì)不同柱塞、滑靴初始結(jié)構(gòu)、滾包收口模具結(jié)構(gòu)、收口工藝參數(shù)條件下柱塞收口組件進(jìn)行拉脫力的快速精確計(jì)算，經(jīng)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比誤差在5％以內(nèi)，精度較高，具有實(shí)際參考價(jià)值，可避免實(shí)際產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證可能產(chǎn)生的不必要迭代，有效降低研發(fā)設(shè)計(jì)成本，縮短研發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓泵設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及柱塞泵柱塞收口拉脫力的精確計(jì)算方法。

背景技術(shù)

柱塞滑靴組件屬于柱塞泵的關(guān)鍵核心組件之一，柱塞滑靴組件一般是通過滾包收口塑性成型的方式將滑靴滾包于柱塞的球頭上，以球鉸副的形式連接，其連接的可靠性直接決定柱塞泵能否在壽命期內(nèi)正常工作。

柱塞滑靴間球鉸連接的強(qiáng)度及可靠性主要通過拉脫力來衡量，拉脫力通過拉伸試驗(yàn)機(jī)和工裝對(duì)柱塞滑靴組件進(jìn)行破壞性拉伸測(cè)得。傳統(tǒng)的柱塞滑靴組件收口前結(jié)構(gòu)和收口工藝主要通過收口加工經(jīng)驗(yàn)確定，收口完成后還需要進(jìn)行拉脫試驗(yàn)進(jìn)行拉脫力測(cè)試以保證收口的強(qiáng)度和可靠性，這種經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)后驗(yàn)證成本較高，不利于新產(chǎn)品的快速研制，影響設(shè)計(jì)研發(fā)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提出一種柱塞泵柱塞收口拉脫力的精確計(jì)算方法，可在加工前進(jìn)行拉脫力計(jì)算，并反饋迭代設(shè)計(jì)，降低了柱塞泵柱塞滑靴組件研發(fā)設(shè)計(jì)成本，縮短了研制周期并提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種柱塞泵柱塞收口拉脫力的精確計(jì)算方法，該計(jì)算方法采用塑性大變形有線元分析方法，基于Deform塑性分析工具，對(duì)柱塞滑靴收口成型和拉脫破壞全過程進(jìn)行工藝仿真，具體步驟如下：

第一步：提取影響柱塞收口拉脫力的設(shè)計(jì)參數(shù)與工藝參數(shù)，包括柱塞球鉸直徑、滑靴總長(zhǎng)、滑靴斜角，模具直徑、模具進(jìn)給量及進(jìn)給速度；

第二步：將柱塞、滑靴及收口工裝的三維結(jié)構(gòu)圖按照收口前相對(duì)位置進(jìn)行裝配約束，做二維剖面后將二維剖面結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)入Deform塑性分析工具當(dāng)中；

第三步：進(jìn)行塑性有限元前處理，將滑靴作為塑性部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，柱塞和工裝作為剛性部件，對(duì)所有零件接觸對(duì)施加庫倫摩擦力接觸邊界條件；

第四步：分別對(duì)收口工裝施加收口方向運(yùn)動(dòng)和對(duì)滑靴施加拉脫方向的運(yùn)動(dòng)，并先后進(jìn)行柱塞收口和拉脫過程的運(yùn)算，顯示拉脫力計(jì)算結(jié)果，根據(jù)拉脫力計(jì)算結(jié)果可對(duì)設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化并進(jìn)行迭代計(jì)算。

本發(fā)明的有益效果：

采用塑性有限元分析方法可對(duì)不同柱塞、滑靴初始結(jié)構(gòu)、滾包收口模具結(jié)構(gòu)、收口工藝參數(shù)條件下柱塞收口組件進(jìn)行拉脫力的快速精確計(jì)算，經(jīng)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比誤差在5％以內(nèi)，精度較高，具有實(shí)際參考價(jià)值，可避免實(shí)際產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證可能產(chǎn)生的不必要迭代，有效降低研發(fā)設(shè)計(jì)成本，縮短研發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

附圖說明

圖1為柱塞收口及拉脫分析過程示意圖；

圖2為柱塞收口拉脫力精確計(jì)算方法流程圖。

具體實(shí)施方式

一種柱塞泵柱塞收口拉脫力的精確計(jì)算方法，其計(jì)算流程如圖2所示，采用大變形的塑性有限元分析方法，基于Deform塑性分析工具，對(duì)柱塞滑靴收口成型和拉脫全過程進(jìn)行仿真，從而得到拉脫力精確計(jì)算結(jié)果，具體實(shí)施步驟如下：

步驟1：提取影響柱塞收口拉脫力的設(shè)計(jì)參數(shù)與工藝參數(shù)，如圖1所示，結(jié)構(gòu)參數(shù)一般包括柱塞球鉸直徑、滑靴總長(zhǎng)、滑靴斜角等，工藝參數(shù)一般包括模具直徑、模具進(jìn)給量及進(jìn)給速度等；