马俊 郭山国 杜海彬 王玉

摘要：运用UG软件对齿轮泵泵体进行了三维建模，并且通过ANSYS软件对其进行了模态分析，得到了該结构的固有频率和各阶振型。分析结果不但为泵的故障诊断、安全运行和振动响应的研究提供了理论依据，还为其结构改进、优化设计提供了重要参数。

关键词：齿轮泵;ANSYS;模态分析

中图分类号：TH325                                   文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）08-0050-02

0  引言

齿轮泵具有结构紧凑、自吸性好、效率高、适应性强等特点，被广泛地应用在工业领域中，但同时它也存在流量脉动大、噪音大以及易产生振动等缺点[1]。齿轮泵泵体作为齿轮泵的重要组成部分，它的动态特性直接影响到齿轮泵的噪声、振动以及工作寿命。本文对齿轮泵泵体进行模态分析，以研究其动态特性。因为齿轮泵泵体结构复杂并且所受的各种载荷也杂乱偏多，利用普通数值计算方法对泵体的固有频率以及振型进行计算有很大局限性。本文采用ANSYS软件对其进行模态分析，为该结构的优化设计提供依据。

1  模态分析基本理论

由振动理论，有阻尼n的自由度系统的强迫振动方程可以表示成：

其中： M为泵体的质量矩阵;

C为泵体的阻尼矩阵;

K为泵体的刚度矩阵;

P为泵体的外力矩阵;

x为泵体的的位移矩阵。

由于要计算的是齿轮泵泵体的固有振动特性，故在模态提取过程中，我们将P取为零矩阵;同时，考虑到泵体的结构阻尼较小，对结构的固有频率和振型影响较小，所以我们假定整体框架做自由振动并且忽略其阻尼，由此得泵体振动的矩阵表达式：（2）