ການວິເຄາະອົງປະກອບ Finite ຂອງ Wave Springs : ປັບປຸງຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງການອອກແບບ ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງການປະຕິບັດ

ໃນວິສະວະກໍາຄວາມແມ່ນຍໍາທີ່ທັນສະໄຫມ, Wave Springs ໄດ້ກາຍເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການບັນລຸການຄວບຄຸມກໍາລັງທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະເຊື່ອຖືໄດ້ໃນເຄື່ອງປະກອບກົນຈັກ. ເນື່ອງຈາກອຸດສາຫະກໍາຕ້ອງການກົນໄກຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ເບົາກວ່າ, ແລະມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ, ການອອກແບບແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງນ້ໍາພຸເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງພັດທະນາໄປນອກເຫນືອຈາກວິທີການແບບດັ້ງເດີມ. ການວິເຄາະອົງປະກອບ Finite (FEA) ສະເຫນີວິທີການທີ່ກ້າວຫນ້າທາງດ້ານຟີຊິກເພື່ອຄາດຄະເນແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບພຶດຕິກໍາໃນພາກຮຽນ spring ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດຕົວຈິງ.

ຕົວເລກທີ່ສະແດງຂ້າງເທິງສະແດງໃຫ້ເຫັນການວິເຄາະການຜິດປົກກະຕິທັງຫມົດຂອງການຫັນດຽວ ຄື້ນລະດູໃບໄມ້ປົ່ງ ພາຍໃຕ້ການບີບອັດສະຖິດ, ປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ການຈຳລອງໂຄງສ້າງ ANSYS. ໂດຍຜ່ານການວິເຄາະນີ້, ວິສະວະກອນສາມາດເບິ່ງເຫັນໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງວ່າພາກຮຽນ spring ມີປະຕິກິລິຍາຕໍ່ການໂຫຼດຕາມແກນ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບການປະຕິບັດ, ຂອບຄວາມປອດໄພ, ແລະທ່າແຮງການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການອອກແບບ.

1. ຈຸດປະສົງ ແລະການຕິດຕັ້ງການຈຳລອງ

ຈຸດປະສົງຕົ້ນຕໍຂອງການວິເຄາະນີ້ແມ່ນເພື່ອປະເມີນ ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ທັງ​ຫມົດ​ ແລະ ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມກົດດັນ ຂອງ ຄື້ນລະດູໃບໄມ້ປົ່ງ ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດການບີບອັດທີ່ກໍານົດໄວ້. ເລຂາຄະນິດຂອງພາກຮຽນ spring ໄດ້ຖືກສ້າງແບບຈໍາລອງຕາມຂະຫນາດການຜະລິດຕົວຈິງ, ໂດຍເອົາໃຈໃສ່ຢ່າງລະມັດລະວັງຕໍ່ຄວາມສູງຂອງຄື້ນ, ຄວາມຫນາ, ແລະຈໍານວນຄື້ນຕໍ່ລ້ຽວ - ປັດໃຈທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມແຂງຂອງພາກຮຽນ spring ແລະຄຸນລັກສະນະຂອງ deflection.

ໃນໂມດູນໂຄງສ້າງຄົງທີ່ຂອງ ANSYS, ດ້ານການຕິດຕໍ່ຕ່ໍາໄດ້ຖືກກໍານົດເປັນການສະຫນັບສະຫນູນຄົງທີ່, ເປັນຕົວແທນຂອງບ່ອນນັ່ງ stationary ຂອງພາກຮຽນ spring. ແຜ່ນດ້ານເທິງໄດ້ນຳໃຊ້ການເຄື່ອນທີ່ລົງລຸ່ມທີ່ເປັນເອກະພາບ, ຈຳລອງການບີບອັດການເຮັດວຽກທີ່ເກີດຂື້ນໃນກົນໄກປະກອບ, ເຊັ່ນ: rotary vane pump, ປະທັບຕາກົນຈັກ, ຫຼື ຕົວກະຕຸ້ນການບິນອະວະກາດ. ການ​ຕິດ​ຕໍ່​ລະ​ຫວ່າງ​ ຄື້ນລະດູໃບໄມ້ປົ່ງ ແລະແຜ່ນຂະຫນານໄດ້ຖືກກໍານົດເປັນ frictionless ເພື່ອສຸມໃສ່ການຢ່າງດຽວກ່ຽວກັບການ deformation elastic ແລະການຕອບສະຫນອງວັດສະດຸ.

ຄຸນສົມບັດວັດສະດຸໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍອີງໃສ່ ສະແຕນເລດ (SUS304), ດ້ວຍໂມດູລ elastic ຂອງ 193 GPa ແລະອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ຂອງ 0.3. ຕົວກໍານົດການເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຖືກຕ້ອງກ່ຽວກັບວັດສະດຸທົ່ວໄປທີ່ໃຊ້ໃນປະສິດທິພາບສູງ Wave Springs, ຮັບປະກັນວ່າຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນພຶດຕິກໍາຕົວຈິງໃນໂລກ.

2. ການເສື່ອມສະພາບທັງໝົດ ແລະ ການຕອບສະໜອງໂຄງສ້າງ

ດັ່ງທີ່ໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນແຜນຜັງ contour deformation, ການຍົກຍ້າຍສູງສຸດບັນລຸໄດ້ປະມານ 3.35 ມມ, ໃນຂະນະທີ່ການຜິດປົກກະຕິຕ່ໍາສຸດແມ່ນຢູ່ໃກ້ 0.0003 ມມ, ທ້ອງຖິ່ນຢູ່ໃນເຂດຕິດຕໍ່ຈໍາກັດ. ຄື້ນຟອງສະແດງໃຫ້ເຫັນການເຫນັງຕີງທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ຕາມທີ່ຄາດໄວ້, ໃນຂະນະທີ່ຮ່ອມພູທີ່ສະຫນັບສະຫນູນໂດຍຫນ້າດິນຕິດຕໍ່ - ຍັງຄົງຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່.

ຮູບແບບການຜິດປົກກະຕິນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມສາມາດຂອງ Wave Spring ເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ພາຍໃນຊ່ອງແກນຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ. ຄຸນລັກສະນະຄວາມສຳພັນຂອງຄວາມສຳພັນແບບບໍ່ເສັ້ນຊື່ຂອງ Wave Springs ຍັງສາມາດຖືກສະຫຼຸບໄດ້ຈາກຜົນຂອງ FEA, ສະໜອງຂໍ້ມູນອັນມີຄ່າໃຫ້ແກ່ວິສະວະກອນສຳລັບການປັບການໂຫຼດລະດັບລະບົບ.

ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການຈໍາລອງຢືນຢັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງຄວາມຜິດປົກກະຕິທີ່ເປັນເອກະພາບຕາມທິດທາງ circumferential, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນດີເລີດ symmetry ແລະການແບ່ງປັນການໂຫຼດ. ນີ້ຮັບປະກັນຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ສອດຄ່ອງແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນທີ່ບໍ່ສະເຫມີພາບທີ່ອາດຈະນໍາໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຄວາມເມື່ອຍລ້າໃນຕອນຕົ້ນ.

3. ການວິເຄາະຄວາມຄຽດແລະການພິຈາລະນາຄວາມປອດໄພ

ນອກເຫນືອຈາກການຜິດປົກກະຕິທັງຫມົດ, ຜົນໄດ້ຮັບຄວາມກົດດັນ (ບໍ່ໄດ້ສະແດງຢູ່ທີ່ນີ້ແຕ່ຖືກວິເຄາະໃນແບບດຽວກັນ) ເປີດເຜີຍໃຫ້ເຫັນວ່າການບິດເບືອນແລະການບີບອັດທ້ອງຖິ່ນພົວພັນກັບແຕ່ລະຄື້ນ. ຄວາມກົດດັນສູງສຸດຂອງ von Mises ມັກຈະເກີດຂື້ນຢູ່ທີ່ radius ພາຍໃນຂອງ crest ໄດ້, ບ່ອນທີ່ໂຄ້ງໂຄ້ງແມ່ນໃຫຍ່ທີ່ສຸດ. ຄວາມເຂົ້າໃຈຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຄວາມກົດດັນນີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການກໍານົດ ຊີວິດຄວາມເມື່ອຍລ້າຂອງພາກຮຽນ spring ແລະ ປັດ​ໄຈ​ຄວາມ​ປອດ​ໄພ​.

ໂດຍການດໍາເນີນການຈໍາລອງແບບຊໍ້າໆ, ວິສະວະກອນສາມາດປຽບທຽບການອອກແບບ Wave Spring ທາງເລືອກ—ການປັບຕົວກໍານົດການເຊັ່ນ:

• ຄວາມສູງຂອງຄື້ນແລະຄວາມກວ້າງໃຫຍ່

• ຄວາມຫນາຂອງວັດສະດຸ

• ຈໍາ​ນວນ​ຂອງ​ການ​ຫັນ​ຫຼື​ຊັ້ນ​ຊ້ອນ​

• ເງື່ອນໄຂດ້ານການຕິດຕໍ່

ໂດຍຜ່ານການເພີ່ມປະສິດທິພາບດັ່ງກ່າວ, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະດຸ່ນດ່ຽງ ຊ່ວງ deflection, ຄວາມອາດສາມາດໂຫຼດ, ແລະຄວາມຕ້ານທານ fatigue ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ. ວິທີການວິເຄາະນີ້ລົບລ້າງການສ້າງຕົວແບບຫຼາຍເກີນໄປ, ຫຼຸດຜ່ອນເວລາໃນການພັດທະນາ, ແລະຮັບປະກັນວ່າຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍໄດ້ບັນລຸເປົ້າຫມາຍການປະຕິບັດດ້ານກົນຈັກແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.

4. ຜົນປະໂຫຍດຂອງ FEA ໃນ ຄື້ນລະດູໃບໄມ້ປົ່ງ ການອອກແບບ

ການວິເຄາະອົງປະກອບ Finite ໄດ້ຫັນປ່ຽນແນວໃດ Wave Springs ໄດ້​ຖືກ​ອອກ​ແບບ​ແລະ​ການ​ຮັບ​ຮອງ​. ຂໍ້ດີຂອງມັນລວມມີ:

• ການຄາດຄະເນທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງພຶດຕິກໍາທີ່ແທ້ຈິງ
  FEA ອະນຸຍາດໃຫ້ຄາດຄະເນການເສື່ອມສະພາບທີ່ຊັດເຈນ, ຄວາມແຂງກະດ້າງ, ແລະການກະຈາຍຄວາມກົດດັນກ່ອນການຜະລິດ, ຫຼຸດຜ່ອນການອອກແບບການທົດລອງແລະຄວາມຜິດພາດ.

• ການເພີ່ມປະສິດທິພາບວັດສະດຸແລະເລຂາຄະນິດ
  ວິສະວະກອນສາມາດທົດລອງ virtually ກັບວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼື geometrical profile ເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດຕ່າງໆ.

• ປັບປຸງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຜະລິດຕະພັນ
  ໂດຍການກໍານົດຈຸດອ່ອນທີ່ອາດມີຫຼືພື້ນທີ່ທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງ, ວິສະວະກອນອອກແບບສາມາດເສີມສ້າງພາກພື້ນທີ່ສໍາຄັນ, ຮັບປະກັນຊີວິດການບໍລິການທີ່ຍາວນານແລະຄວາມປອດໄພໃນການດໍາເນີນງານ.

• ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການພັດທະນາແລະເວລາ
  ການທົດສອບ virtual ເລັ່ງການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການອອກແບບ, ຕັດຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບຕົວແບບທາງດ້ານຮ່າງກາຍແລະການທົດສອບໃນຫ້ອງທົດລອງທີ່ມີລາຄາແພງ.

• ປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນໃຈຂອງລູກຄ້າ
  ຄວາມສາມາດໃນການນໍາສະເຫນີຂໍ້ມູນການປະຕິບັດການຈໍາລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສາມາດດ້ານວິສະວະກໍາທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເສີມສ້າງການສື່ສານດ້ານວິຊາການກັບລູກຄ້າແລະຄູ່ຮ່ວມງານ.

5. ຕົວຢ່າງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ

Wave Springs ໄດ້ຖືກອອກແບບ ແລະວິເຄາະຜ່ານ FEA ໃນປັດຈຸບັນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາທີ່ຕ້ອງການ:

• ປັ໊ມ Rotary Vane – ນໍາໃຊ້ເພື່ອຮັກສາ preloading ຊັດເຈນກ່ຽວກັບອົງປະກອບຂອງ rotor, ປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະນຶກແລະການຫຼຸດຜ່ອນການສັ່ນສະເທືອນ.

• ປະທັບຕາກົນຈັກ - ຮັບປະກັນຄວາມດັນຂອງການປະທັບຕາທີ່ເປັນເອກະພາບແລະຊົດເຊີຍການເຄື່ອນໄຫວຕາມແກນພາຍໃຕ້ສະພາບຄວາມຮ້ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

• ອຸປະກອນການແພດ - ບ່ອນທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນແລະຄຸນລັກສະນະການໂຫຼດທີ່ສອດຄ່ອງແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບເຄື່ອງມືທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາເຊັ່ນ staplers ຫຼື scalpels ultrasonic.

• ລະບົບການບິນອະວະກາດ – ສະ​ເຫນີ​ວິ​ທີ​ແກ້​ໄຂ​ນ​້​ໍາ​ຫນັກ​ເບົາ​, ປະ​ຫຍັດ​ພື້ນ​ທີ່​ໂດຍ​ບໍ່​ມີ​ການ​ປະ​ນີ​ປະ​ນ​ອມ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ fatigue​.

• ພະລັງງານ ແລະອຸປະກອນນ້ຳມັນ ແລະແກັສ - ຮັກສາການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນສູງແລະການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ.

ແຕ່ລະແອັບພລິເຄຊັນເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກການຢັ້ງຢືນການອອກແບບທີ່ຂັບເຄື່ອນໂດຍ FEA, ຮັບປະກັນວ່າທຸກໆລະດູໃບໄມ້ປົ່ງຈະເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໝັ້ນໃຈ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ ຫຼືທີ່ສຳຄັນດ້ານຄວາມປອດໄພ.

6. ຈາກ simulation ກັບການຜະລິດ

ທີ່ Lispring, ການຈໍາລອງບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນເຄື່ອງມືທາງວິຊາການເທົ່ານັ້ນ - ມັນເປັນສ່ວນຫຼັກຂອງຂະບວນການພັດທະນາຜະລິດຕະພັນຂອງພວກເຮົາ. ໃໝ່ໆ ຄື້ນລະດູໃບໄມ້ປົ່ງ ການອອກແບບຜ່ານການກວດສອບ FEA ລະອຽດກ່ອນການຜະລິດ ແລະການຜະລິດເຄື່ອງມື. ສົມທົບກັບຂະບວນການກອບເປັນຈໍານວນ CNC ແລະການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນທີ່ກ້າວຫນ້າຂອງພວກເຮົາ, ພວກເຮົາຮັບປະກັນວ່າແຕ່ລະພາກຮຽນ spring ທີ່ອອກຈາກໂຮງງານຂອງພວກເຮົາໄດ້ມາດຕະຖານສາກົນສູງສຸດສໍາລັບຄວາມແມ່ນຍໍາແລະຄວາມທົນທານ.

ໂດຍການລວມເອົາເຄື່ອງມືວິສະວະກໍາດິຈິຕອນເຊັ່ນ ANSYS ກັບປະສົບການການຜະລິດພາກຮຽນ spring ຫຼາຍສິບປີ, ພວກເຮົາເຊື່ອມຕໍ່ຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງ ການສ້າງແບບຈໍາລອງ virtual ແລະການປະຕິບັດຕົວຈິງໃນໂລກ. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນລະດັບໃຫມ່ຂອງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະຄວາມສອດຄ່ອງທີ່ລູກຄ້າຂອງພວກເຮົາໃນທົ່ວຂະແຫນງການລົດຍົນ, ການແພດ, ແລະອຸດສາຫະກໍາສາມາດຂຶ້ນກັບ.

7. ສະຫຼຸບ

ການວິເຄາະອົງປະກອບ Finite ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນສາມາດເຫັນໄດ້ເກີນກວ່າສິ່ງທີ່ວິທີການຄິດໄລ່ແບບດັ້ງເດີມສາມາດສະເຫນີໄດ້. ແຜນຜັງການຜິດປົກກະຕິທັງໝົດທີ່ສະແດງຢູ່ຂ້າງເທິງແມ່ນຫຼາຍກວ່າຮູບພາບທີ່ມີສີສັນ - ມັນສະແດງເຖິງວິທີການທີ່ຊັດເຈນ, ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍຂໍ້ມູນເພື່ອອອກແບບ Wave Springs ລຸ້ນຕໍ່ໄປທີ່ຫນາແຫນ້ນ, ມີປະສິດທິພາບສູງ.

ໂດຍຜ່ານການນໍາໃຊ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງ FEA ໃນຂະບວນການ R & D ຂອງພວກເຮົາ, ພວກເຮົາຮັບປະກັນວ່າທຸກໆ ຄື້ນລະດູໃບໄມ້ປົ່ງ ໄດ້ຖືກປັບປຸງບໍ່ພຽງແຕ່ສໍາລັບຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະການ deflection ແຕ່ຍັງສໍາລັບຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະປະສິດທິພາບໃນໄລຍະຍາວ. ຄໍາຫມັ້ນສັນຍານີ້ເພື່ອຄວາມເປັນເລີດດ້ານວິສະວະກໍາກໍານົດພາລະກິດຂອງພວກເຮົາ: ​ເພື່ອ​ສະໜອງ​ການ​ແກ້​ໄຂ​ທີ່​ກະທັດ​ຮັດ​ທີ່​ເຄື່ອນ​ຍ້າຍ​ໂລກ​ໄປ​ໜ້າ—​ເທື່ອ​ລະ​ຄື້ນ.