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基于ANSYS叶片泵泵体建模与模态分析 　　【摘 要】采用ANSYS有限元软件建立了叶片泵泵体的实体模型，并进行了模态分析，得到叶片泵泵体的固有频率和振型特征，分析了叶片泵的噪音频率范围，对叶片泵泵体结构参数进行了修改，使其固有频率远离叶片泵噪音频率范围，避免噪声的产生。为叶片泵的进一步研究提供了参考依据。 　　【关键词】叶片泵；模态分析；泵体；噪音 　　Modeling and modal analysis of pump body of vane pump based on FEM 　　CHEN Hao 　　（Hu Bei Ao Lin hydraulic Co Ltd Suizhou 441300 Hubei China） 　　【Abstract】Entity model of pump body of vane pump and modal analysis were done by using ANSYS finite element software. Then the natural frequency and characteristics of mode types were gained. The range of noise frequency of vane pump was analyzed. The natural frequency of vane pump were out of the frequency range of noise by modifying the structure parameters of pump body. Noise was avoided. Reference basis for the further study on vane pump is provided. 　　【Key words】Vane pump；Modal analysis；Pump body；Noise 　　叶片泵是液压泵中的主要产品，比较其它液压泵如柱塞泵具有运转平稳，重量轻，体积小等优点，近年来在国内得到快速发展[1-4]。且具有高速、高压、大功率以及低噪音特性的叶片泵以成为现在的发展趋势[5]。尤其低噪音的叶片泵成为国内外学者重点解决的问题。国外在叶片泵噪声控制上主要采用预压缩，防止叶片脱离定子及比例减压等方法，如日本油研公司的“PV2R”系列高压叶片泵采用的3-4-5型高次曲线以及意大利埃托斯公司的“FEE”高压叶片泵采用的3-4-5-6型高次曲线，解决了叶片泵的噪声值过高问题。从振动学角度分析，零件的刚度影响着振动体的固有频率范围，通过修改叶片泵各零件的刚度，有效的控制各零件的固有频率出现在噪音的频率范围内。因此，本文以叶片泵的泵体为研究对象，采用ANSYS有限元方法对其进行模态分析，找出叶片泵泵体在噪音频域范围内的固有频率，并通过提高其刚度，避免这些频率的出现，从而降低叶片泵在工作中的噪音的产生。 　　1.叶片泵噪声的范围 　　叶片泵噪声的频率一般可由下式给出： 　　f■=kzn60 HZ （1） 　　式中：k—谐波次数，k=1，2，…； 　　z—???片数，z=10； 　　n—泵轴旋转速度，泵的工作范围 n=600～1800r/min。 　　叶片泵噪声谐波次数为2或4，且谐波次数为2、4时叶片泵噪声的频率分别为： 　　f■=2*12（600～1800）60=（240～720）HZ （2） 　　f■=4*12（600～1800）60=（480～1440）HZ （3） 　　由此可知叶片泵的噪声范围为（240～1440）HZ。 　　2.泵体有限元模型建立与模态分析 　　2.1泵体模型的建立 　　选择Solid/10 node 92单元，泵体材料为HT300，其材料特性参数为：弹性模量：EX=1.2e5MPa、泊松比：μ=0.25、密度：ρ=7.0e-9tonne/（mm）3。选择人工划分网格对泵体进行网格划分。划分结果如图1所示。在泵体泵盖接触的面上约束x、y、z三个自由度。指定分析类型为模态分析，采用Block Lanczos方法来进行模态分析。 　　图1 泵体网格划分 　　Fig.1 The pump body mesh 　　2.2 模态分析 　　为保证分析精确，定义输出前10阶模态的固有频率及振型，其结果如图2所示。 　　图2 泵体各阶频率 　　Fig.2 The pump body frequency bands 　　由上频率图可知：泵体的1、2阶固有频率均处于叶片泵的噪声频率范围内，会发生共振，需要进行改进。泵体前6阶振型位移变化云图如图3所示。 　　第一阶模态（f1=1097.3HZ） 第二阶模态（f2=1186.9HZ） 　　第三阶模态（f3=1560.7HZ） 第