CFRP螺桿泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特性研究*

王智博,李 達(dá)

(浙江東方職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)字工程學(xué)院, 浙江 溫州 325000)

0 引 言

螺桿真空泵因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、運(yùn)動(dòng)部件無相對(duì)摩擦、抽氣壓力范圍寬以及可獲得清潔的真空環(huán)境等顯著優(yōu)點(diǎn),成為了化工制藥、半導(dǎo)體、微電子及精密加工等領(lǐng)域不可或缺的核心設(shè)備。

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)憑借其不可比擬的密度、比強(qiáng)度、比模量等全方位力學(xué)性能,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品輕量化,而且在性能方面甚至超越金屬材料,因此被廣泛應(yīng)用在航空航天、汽車、建材等領(lǐng)域。

目前諸多學(xué)者對(duì)轉(zhuǎn)子快速成形及CFRP輕量化應(yīng)用進(jìn)行了研究,其中姜立業(yè)等[1]介紹了幾種常見碳纖維材料的型號(hào)及其成型工藝,并結(jié)合輕量化設(shè)計(jì)主流特點(diǎn)分析了碳纖維材料的應(yīng)用前景。孫鴻等使用CFRP對(duì)80 t標(biāo)準(zhǔn)AGV平臺(tái)進(jìn)行總成優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了AGV低能耗、輕量化以及低成本制造的目的。李志鋒等[2]通過逆向工程技術(shù), 獲取了轉(zhuǎn)子的三維實(shí)體模型, 并利用快速成形技術(shù), 實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的快速成形加工,研究結(jié)果可為新型壓縮機(jī)螺桿轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)與制造提供參考。支明宇等[3]采用正交優(yōu)化,利用增材制造仿真軟件對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行SLM成型仿真制造,驗(yàn)證了增材制造應(yīng)用于轉(zhuǎn)子加工的可行性。筆者重點(diǎn)利用有限元仿真分析對(duì)CFRP螺桿轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行研究,得出模態(tài)頻率及靜應(yīng)力變形規(guī)律,為CFRP轉(zhuǎn)子輕量化研究提供一定理論依據(jù)及研究基礎(chǔ)。

1 數(shù)學(xué)模型

1.1 約束模態(tài)分析理論基礎(chǔ)

文中對(duì)內(nèi)支撐轉(zhuǎn)子進(jìn)行有限……