針對高壓清洗（xǐ）機柱塞泵排液閥芯的有限（xiàn）元分析

柱塞泵是（shì）高壓清洗機的壓力發生裝置，排液閥芯則是柱塞泵的一個核心部件，我們發現國內某品牌的高壓清洗機柱塞泵的排液閥芯經常出現斷裂情況，針對這一情況，我們認為有必要對該品牌高壓清洗機柱塞泵的排液閥芯進行研究。對排液閥芯進行應力（lì）分析（xī），找出排液閥芯的應力分布情（qíng）況和危險部（bù）位，以便根（gēn）據分析結果改進排液閥芯的設計，從而（ér）降低應力最大值，提高（gāo）高壓清洗機的可（kě）靠性和使用（yòng）壽命。

閥芯的有限元分析：

1、選擇材料
 
該品牌高壓清洗機柱塞（sāi）泵的（de）排液閥芯采用馬氏體不鏽鋼3Cr13，彈性模量為219000 MPa，密度為7.75 g/cm3，泊鬆比為0.3，抗拉（lā）強度為735 MPa，屈服強度為540 MPa，斷後伸長率大（dà）於等於12%，斷麵收縮率大於等於40%，衝擊吸收功大於等於24 J，若為馬氏體型退火處理後的硬（yìng）度值小於等於HBS235。

2、劃分網格
 
為了計算的準確性，我們對網格的密度進行控製，並使用四麵體和五麵體單（dān）元進行網格劃分，如（rú）圖：

3、約束條（tiáo）件

排液閥芯有兩種工作狀況（kuàng）：一種是吸（xī）入工況，吸液閥芯打開，排液閥芯閉合；另一種是排出工況（kuàng），排液閥芯打（dǎ）開，吸液（yè）閥芯閉合。在（zài）這兩種工況時的約束條件是不（bú）一樣的，在第一種工況時，閥（fá）芯（xīn）的（de）45°的斜麵是與（yǔ）閥座固定住的（de），在（zài）x，y，z 方向上都沒有位移；而在第二種工況時，運動至（zhì）排液閥彈簧座，受排液閥彈簧座控製（zhì）而停止運動，所以在（zài）這一工況時閥芯的圓柱頭部表麵固定，在x，y，z 方向上都沒有位移。

4、載荷（hé）處（chù）理

排（pái）液閥芯受到的最大工作壓力為（wéi）5 MPa，為了安（ān）全性的考慮，取試驗壓力為7.5 MPa，為最大工作壓力（lì）的1.5 倍。在工況一時吸（xī）入腔壓力為0，排出腔（qiāng）的壓力為7.5 MPa；當在工況二時，吸入腔的壓力和排出腔的壓力均為7.5 MPa。在計算時，吸入腔和排出腔（qiāng）的壓（yā）力都作為受力表麵的（de）垂直壓力，並且壓（yā）力都為（wéi）7.5 MPa。

5、結果分析

從載荷分析可以得出，工況二比工況一危險程（chéng）度更高，如果工況（kuàng）二的強（qiáng）度是足夠的話，那麽工況一一定是安全的。
 
經（jīng）過軟件分析得出，最大的應力出現在排液閥芯吸入腔的V 形的頂點處，最大的（de）應力為558.7 MPa，這樣就可以解釋排液閥芯經常在吸入腔V 形頂點處容易破裂的現象。
 
在排液閥芯的位移雲圖（tú）中，可以得出最大的位移出現在排液閥芯吸入（rù）腔的前端部位，最大的位移為0.021 mm。