动水压力发生器的研制

摘要

动水压力发生器是土力学试验仪器三轴试验仪的重要部件，为其提供动水压力。它能够取代常规的室内压力源，根据实验要求产生不同频率不同幅度动态水压力。本文根据实际需求，研制动水压力发生器，并对关键环节进行详细分析。 本文针对国内外三轴仪的发展现状及需求，利用目前较先进和广泛使用的CAD/CAE/CAM软件Pro/Engineer Wildfire 3.0版，结合AUTOCAD和ANSYS软件，完成动水压力发生器的系统设计和相关配套部件的选取。在充分论证设计合理性的前提下，利用Pro/ENGINEER设计出动水压力发生器的各个零部件。 针对关键部分的设计，采用Pro/E的Pro/Mechanics组件进行结构分析优化。对核心部件滚珠丝杠，在理论计算的基础上，采用Pro/Mechanics与ANSYS相结合的方法进行有限元分析，对丝杠稳态进行分析，进一步确定和验证丝杠的相关参数。对于零件的装配，结合Pro/E的Pro/Mechanic模块，进行相关的运动仿真，并对关键点的运动路径、速度和加速度等参数作出分析。在工程图的输出上，以AUTOCAD为基础，对工程图进行合理设置转换，通过AUTOCAD输出标准工程图。 产品经过试验表明：系统设计合理、运作平稳，产生的动水压力符合设计要求，达到了预期的设计目标。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.1.1土力学的研究对象

1.1.2动水压作用下的道路特性

1.1.3研究动水压力发生器的意义

1.2国内外动水压力发生装置的发展

1.2.1国外压力发生器的发展

1.2.2国内压力发生装置的发展及现状

1.3本课题的背景与意义

1.4课题研究所要解决的主要问题

2动水压力发生器的机械设计

2.1 Pro/Engineer Wildfire 3.0

2.2总体方案设计

2.2.1 理论验证实验

2.2.2滚珠丝杠的选择

2.2.3电机的选择

2.3.4联轴器的选用

2.2.5轴承选用

2.2.6螺杆导向件的设计

2.2.7行程开关

2.2.8动压力发生器的密封

2.2.9水压力发生器加压时间计算

2.3本章小结

3系统的虚拟装配和运动防真

3.1虚拟装配基本设计思想及内涵

3.1.1以设计为中心的虚拟装配

3.1.2以过程控制为中心的虚拟装配

3.1.3仿真为中心的虚拟装配

3.2 Pro/Engineer的装配模块的特点

3.2.1虚拟装配模型的层次信息表达

3.2.2 Pro/E的Mechanism模块简介

3.2.3机构动力学仿真的工作流程

3.2.4动画生成

3.3本章小结

4系统的结构和有限元分析

4.1 Pro/E的Mechanica Structure模块简介

4.2 Pro/Mechanica Structure的主要功能

4.3模型结构分析的一般过程

4.4 ANSYS在有限元分析中的应用

4.4.1 ANSYS简介

4.4.2 Pro/Mechanica Structure中使用ANSYS作为演算器

4.4.3对丝杠的ANSYS分析：

4.5本章小结

5工程图的后处理及输出

5.1 Pro/E的工程图模块特色

5.2 AUTOCAD简介

5.3本章小结

结 论

参考文献

附录 动水压力发生器设计图

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢