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目前，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用離心式水泵作為其冷卻系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán)的主要部件，它的最基本結(jié)構(gòu)是由水泵殼體、連接盤或皮帶輪、水泵軸及軸承、水泵的葉輪和水封系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成。汽車水泵有別于其他類型的離心泵，一般轉(zhuǎn)速比較高，運(yùn)行工況變化大，冷卻液溫度高(90℃左右，極限情況下超過(guò)110℃ )。離心泵應(yīng)用于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的早期階段，使用者最為關(guān)心水泵的基本性能：效率、吸入特性、單調(diào)的H-Q曲線等。然而隨著汽車的不斷向前發(fā)展，同時(shí)也是對(duì)現(xiàn)代水泵提出了更高的性能要求，需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的強(qiáng)度分析。
目前，國(guó)外對(duì)汽車水泵的生產(chǎn)加工、試驗(yàn)、機(jī)理以及故障原因等方面的研究等達(dá)到了較高的水平，特別是近些年來(lái)在葉輪外力特性、水力設(shè)計(jì)、汽蝕機(jī)理以及水泵的振動(dòng)特性方面的研究取得較大的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)在水泵方面的研究，以CAD為主的新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用：泵的模具、葉片和重要零件開(kāi)始用數(shù)控機(jī)床加工，泵水力設(shè)計(jì)與繪軟件逐漸推廣，大量采用CFD軟件計(jì)算泵內(nèi)流場(chǎng)等。但是在水泵的機(jī)理探索、裝配加工、實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及減振降噪方面與國(guó)外先進(jìn)水平有著較大的差距。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)汽車水泵的廠商大多為大型汽車企業(yè)的零部件提供商，對(duì)于汽車水泵的研究主要是水力設(shè)計(jì)方面，但是隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)性能的逐漸提高，對(duì)于汽車水泵的穩(wěn)定性、可靠性的要求更高。本研究通過(guò)有限元分析軟件研究了汽車水泵葉輪的裝配應(yīng)力，以及在過(guò)盈配合、離心力和表面壓力共同作用下的應(yīng)力分布，為汽車水泵葉輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠運(yùn)行提供了依據(jù)。
由于汽車水泵葉輪的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，葉片、輪蓋、輪盤有較多的復(fù)雜曲面，所以采用建模能力較強(qiáng)的三維軟件CATIA來(lái)建立葉輪的實(shí)體模型，然后將幾何模型導(dǎo)入到ANSYS中，進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分操作。
有限元法(FEM)是處理連續(xù)力學(xué)和物理問(wèn)題的一種普遍方法。有限元法以其計(jì)算精度高、解決方法過(guò)程一般都簡(jiǎn)單、解決問(wèn)題廣泛、計(jì)算成本相對(duì)較低等特點(diǎn)，能夠?yàn)楣こ虒?shí)際中的許多問(wèn)題提供準(zhǔn)確的計(jì)算分析結(jié)果，成為在工程中有效的計(jì)算分析方法。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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