文档介绍：第 21卷
第 5期机械研究与应用 Vo l 21
No 5
2008年 10月 M ECHAN ICAL RESEARCH & APPLICATION 2008
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*
基于 ANSYS的射流泵壳体有限元分析
汪
超, 秦利萍
(武汉工程职业技术学院, 湖北武汉
430080)
摘
要: 从射流泵的工作原理出发, 将射流泵的壳体从三维 P ro /E 实体导入 AN SY S分析软件中, 进行网格划分、约束
及加载, 观察壳体的变形图, 对壳体的应力云图和应变云图分析, 证实了壳体材料 35C rM o 满足实际工况要
求, 为进一步进行优化设计做好铺垫。
关键词: 射流泵; 壳体; 有限元; 应力; 应变
中图分类号: TH 318
文献标识码: A
文章编号: 1007- 4414( 2008) 05- 0083- 02
F inite elem ent ana lysis for shell of jet pump based on AN SY S
W ang
Chao, Q in Li- ping
(W uhan engineering institu te, W uhan H ubei
430080, China )
Abstrac t: Based on the operationa l principle of jet pum p, the three- d imensional entity o f she ll is sw itched to AN SYS soft
w are, and be carved up, ho ld in and load, took stock of defo rma tion pa ttern of shel,l analyzed stress von and strain von o f
she l,l the resu lts approved tha tm ateria l o f shell 35C rM o content cou ld m eet the w ork cond ition, and it would m ake foundation
form ore optim al des ign.
K ey word s: jet pum p; she l;l fin ite elem ent; stress; stra in
1
射流泵的工作原理模型如图 4所示。按实际工作情况, 在壳体内部两处
射流泵是一种特殊的水力泵, 内部没有运动件, 施加约束, 壳体内孔承受 50MPa压力, 模型如图 5所
- 5
依据文丘里原理( Venturi princip le), 利用动力液与压示。壳体的最大变形量为 1. 06
10 mm, 变形量
裂液间的能量转换实现排液。动力液在喷嘴出口以小, 如图 6所示。
60~ 90m /s高速射出, 在混合室处形成负压区, 压裂
液被抽汲到混合室, 与动力液在喉管内进行能量交
换, 充分混合后进入扩散管, 将动能转换为压力能, 从
而实现人工举升功能。其结构如图 1 所示[ 1] 。
图 1
射流泵的结构示意图
2
射流泵壳体有限元分析[ 2, 3]
壳体作为射流泵的承载元件, 在井下压裂过程要
求承受内外高压, 支承射流泵, 如图 2所示。设计中
采用 35C rM o 材料, 弹性模量为 2. 2
1011 MPa, 泊松
比为 0. 22。因为壳体的长度为 93mm, 故屈服极限为
图 7 壳体的应力云图上, 最小应力为 0.
440M Pa, 强度极限 635MPa。把 Pro /E 生成的三维实
01254M Pa, 最大应力为 141. 5M Pa, 壳体的材料屈服
体转存为 igs格式, 输入 ANSYS10中, 如图 3所示。
极限 540M Pa, 强度极限 735MPa, 能够满足工况的要
网格划分采用三维实体单元 Solid45, 自由网格
求。图 8所示的壳体应变云图上, 最小应变为 7. 99
划分, 共有 38829 个节点, 179210 个单元, 划分后的
* 收稿日期: 2008- 07- 20
作者简介: 汪
超( 1973- ), 男, 陕西华县人, 讲师, 研究方向: 现代机械设计方法与 CAD /CAM。
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