基于响应面法的超高压柱塞泵缸套优化设计

张春光　刘佳慧　李上青　张俊峰　刘嘉瑞

摘要：超高压柱塞泵缸套在工作过程中承受脉动载荷作用，设计过程中需要考虑其疲劳寿命对可靠性的影响。根据缸套的结构形式和载荷特点，得到了脉动应力的幅值和影响因素。基于自紧增强理论设计了一种分层套接缸套结构，并分析了尺寸参数、材料性能以及过盈量对高压工作状态下內壁面切向应力的影响规律。在不改变缸套外形尺寸以及功能的前提下，以套接尺寸和过盈量为设计变量，以工作状态下缸套内壁最大切向应力等于0为目标，结合响应面法和APDL模型进行优化设计，得到了设计参数组合并验证其输出值的准确性。结果表明选取合适的套接设计尺寸可大幅降低内壁面的切向应力脉动幅值，且平均应力为压应力，进而提高了缸套的疲劳寿命。