| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外压裂泵发展概述 | 第9-10页 |
| 1.3 国内外曲轴研究现状 | 第10-12页 |
| 1.3.1 国外曲轴研究现状 | 第10-11页 |
| 1.3.2 国内曲轴研究现状 | 第11-12页 |
| 1.4 曲轴研究方法和研究重点 | 第12-14页 |
| 1.4.1 曲轴研究方法 | 第12-13页 |
| 1.4.2 目前曲轴存在的问题和研究重点 | 第13-14页 |
| 1.5 本论文主要研究工作及创新点 | 第14-16页 |
| 1.5.1 本论文主要研究工作 | 第14-15页 |
| 1.5.2 本论文创新点 | 第15-16页 |
| 第2章 大功率压裂泵总体设计与计算 | 第16-37页 |
| 2.1 压裂泵总体设计 | 第16-18页 |
| 2.1.1 压裂泵工作原理 | 第16页 |
| 2.1.2 压裂泵整体布置 | 第16-18页 |
| 2.1.3 压裂泵基本技术参数 | 第18页 |
| 2.2 正偏置曲柄滑块机构运动特性分析 | 第18-22页 |
| 2.2.1 正偏置曲柄滑块机构应用优势 | 第18-19页 |
| 2.2.2 曲柄运动 | 第19-20页 |
| 2.2.3 十字头运动 | 第20-21页 |
| 2.2.4 连杆运动 | 第21-22页 |
| 2.3 正偏置曲柄滑块机构载荷特性分析 | 第22-26页 |
| 2.3.1 作用于动力端上的载荷 | 第22-24页 |
| 2.3.2 十字头受力分析 | 第24页 |
| 2.3.3 连杆受力分析 | 第24-26页 |
| 2.4 正偏置曲柄滑块机构参数研究 | 第26-32页 |
| 2.4.1 偏置比ξ和连杆比λ对十字头运动和载荷特性的影响 | 第26-29页 |
| 2.4.2 偏置比ξ和连杆比λ对连杆最大载荷P_(max)的影响 | 第29-30页 |
| 2.4.3 正偏置曲柄滑块机构关键参数优选 | 第30-32页 |
| 2.5 曲轴结构载荷分析 | 第32-36页 |
| 2.5.1 曲柄销连杆力 | 第32-34页 |
| 2.5.2 曲柄支反力 | 第34-36页 |
| 2.6 本章小结 | 第36-37页 |
| 第3章 曲轴多柔体系统动力学分析 | 第37-56页 |
| 3.1 多柔体系统动力学理论 | 第37-39页 |
| 3.1.1 柔性体内点的运动学方程 | 第37-39页 |
| 3.1.2 多柔体系统动力学方程 | 第39页 |
| 3.1.3 MSC.ADAMS软件运用 | 第39页 |
| 3.2 曲轴柔性体模型建立 | 第39-43页 |
| 3.2.1 柔性体的生成方法 | 第39-40页 |
| 3.2.2 曲轴模态分析 | 第40-42页 |
| 3.2.3 曲轴模态压缩 | 第42-43页 |
| 3.3 圆柱滚动轴承力学模型建立 | 第43-48页 |
| 3.3.1 滚动轴承弹性支撑常用手段 | 第43-44页 |
| 3.3.2 基于赫兹接触理论建立圆柱滚子轴承力学模型 | 第44-48页 |
| 3.3.3 圆柱滚子轴承力学模型在MSC.ADAMS软件中实现 | 第48页 |
| 3.4 创建曲轴多柔体系统动力学模型 | 第48-49页 |
| 3.5 曲轴多柔体系统动力学仿真 | 第49-55页 |
| 3.5.1 曲柄销旋转运动仿真结果 | 第49-50页 |
| 3.5.2 十字头往复运动仿真结果 | 第50-51页 |
| 3.5.3 曲柄销连杆力仿真结果 | 第51-52页 |
| 3.5.4 曲柄支反力仿真结果 | 第52-53页 |
| 3.5.5 振动关键参数仿真结果 | 第53-55页 |
| 3.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 第4章 曲轴动态响应分析 | 第56-66页 |
| 4.1 动态响应分析模型 | 第56页 |
| 4.2 动态载荷与边界 | 第56-59页 |
| 4.2.1 动态载荷坐标系转换 | 第56-58页 |
| 4.2.2 动态载荷和边界施加 | 第58-59页 |
| 4.3 动态响应结果 | 第59-62页 |
| 4.3.1 单周期运行工况应力响应 | 第59-61页 |
| 4.3.2 单周期运行工况曲轴整体变形 | 第61页 |
| 4.3.3 关键部位节点应力动态响应 | 第61-62页 |
| 4.4 静强度及疲劳强度校核 | 第62-65页 |
| 4.4.1 静强度校核 | 第62-63页 |
| 4.4.2 疲劳强度校核 | 第63-65页 |
| 4.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 第5章 曲轴疲劳寿命分析 | 第66-77页 |
| 5.1 疲劳分析理论基础 | 第66-69页 |
| 5.1.1 疲劳基本概念 | 第66页 |
| 5.1.2 疲劳载荷谱雨流循环计数 | 第66-68页 |
| 5.1.3 疲劳累积损伤理论 | 第68-69页 |
| 5.2 曲轴疲劳寿命模型建立 | 第69-73页 |
| 5.2.1 曲轴FE-SAFE疲劳寿命分析流程 | 第69页 |
| 5.2.2 基于P-S-N拟合材料疲劳特性曲线 | 第69-71页 |
| 5.2.3 按压裂泵工作特性编制疲劳载荷谱 | 第71-73页 |
| 5.3 曲轴疲劳寿命分析 | 第73-75页 |
| 5.3.1 疲劳载荷谱的雨流计数结果 | 第73-74页 |
| 5.3.2 全工作档位的疲劳寿命结果 | 第74-75页 |
| 5.4 本章小结 | 第75-77页 |
| 第6章 曲轴结构优化设计 | 第77-87页 |
| 6.1 结构优化设计基本理论和方法 | 第77-79页 |
| 6.1.1 结构优化设计基本要素 | 第77-78页 |
| 6.1.2 遗传算法概述 | 第78-79页 |
| 6.1.3 Creo与AWE协同仿真基本流程 | 第79页 |
| 6.2 基于遗传算法的优化分析结果 | 第79-86页 |
| 6.2.1 曲轴最大应力在各参数下的响应 | 第80-82页 |
| 6.2.2 曲轴最大变形在各参数下的响应 | 第82-83页 |
| 6.2.3 曲轴质量在各参数下的响应 | 第83-85页 |
| 6.2.4 优化方案确定 | 第85-86页 |
| 6.3 优化后曲轴全工作档位的疲劳寿命 | 第86页 |
| 6.4 本章小结 | 第86-87页 |
| 第7章 结论与展望 | 第87-89页 |
| 7.1 结论 | 第87-88页 |
| 7.2 展望 | 第88-89页 |
| 致谢 | 第89-90页 |
| 参考文献 | 第90-93页 |
| 攻读专业硕士学位期间参研项目与学术成果 | 第93页 |
