多载荷作用下动涡旋盘应力和变形研究

利用NX建立动涡旋盘的三维实体模型,运用有限元法研究了动涡旋盘在气体载荷、温度载荷下的应力与变形;并对气体载荷以及温度载荷耦合作用下的动涡盘应力和变形进行了研究;仿真结果表明,温度载荷作用下,最大应力和变形发生在涡旋齿齿头部位;气体载荷作用下,最大变形在啮合点处,最大应力在涡旋齿中心及尾部;耦合作用下在端板与涡旋齿连接处产生最大应力,在涡旋齿中心及尾部位产生了最大变形。     

涡旋压缩机轴向动态间隙的实验测量

设计了采用电涡流位移传感器测量喷水涡旋空气压缩机轴向间隙的实验方案和步骤.传感器采用偏移安装的方式,避免了动涡盘可能对传感器探头造成的损坏,并阐述了安装要点.编制了基于虚拟仪器技术的数据采集系统来记录和保存实验数据.测量结果表明:喷水涡旋空压机的轴向间隙在不同转速下变化较大,低转速和高转速下的典型值为75 ìm和49 ìm;涡旋空压机轴向间隙比涡旋制冷压缩机的轴向间隙大.测量结果输出波形的频率能够反映动涡盘掠过探头的时间间隔,因此可以用电涡流位移传感器测量涡旋压缩机的转速,提供了一种测量压缩机转速的方法,可对变速压缩机动态特性研究时转速值的确定提供帮助.总的来说,电涡流位移传感器结构简单、灵敏度高、静态和动态性能好、输出信号强,可以满足涡旋压缩机轴向间隙的小位移量的测量要求.     

基于ADAMS的涡旋压缩机动涡盘倾覆仿真及刚柔耦合分析

针对涡旋压缩机动涡盘倾覆和运动副间隙影响问题,在对其结构特征和受力情况分析的基础上,借助Solidworks建立涡旋压缩机转子系统三维模型,利用ADAMS对模型进行运动仿真与刚柔耦合模拟仿真.结果表明:定间隙时最大倾角发生在主轴周期内转角313.2°~330.6°,间隙对倾覆下动涡盘的质心位移没有影响,但会加大动涡盘的振动;动涡盘柔性化对其质心位移没有影响,但周期内其质心点位移径向方向最大值为刚性条件下的3.17倍,加剧了动涡盘的倾覆,降低了使用寿命.     

含间隙涡旋压缩机转子系统刚柔耦合模型仿真分析

为了提高涡旋压缩机转子系统的精度与可靠性,通过ADAMS和ANSYS建立了含运动副间隙涡旋压缩机转子多刚体及刚柔耦合模型,对动涡盘倾覆下驱动轴承柔性和运动副间隙对转子系统动力学性能的影响进行仿真分析,在此基础上对轴承偏磨区域进行了有限元分析.分析结果表明:运动副间隙下轴承柔性对轴承的位移和速度影响较小,对轴承加速度和碰...     

某新型高速涡旋压缩机转子系统动力特性分析

作为第三代主流压缩机的涡旋压缩机,因其转子为偏心结构,在受到动涡旋盘偏心回转产生的巨大离心力作用下导致整机振动加剧,使其一般只能在低于7 000 RPM的转速下正常工作,极大制约了系统效率的提升。为此,对正在研发的最高工作转速为12 000 RPM的涡旋压缩机转子系统进行动力特性研究。基于等效力学模型及动平衡方程,确定平衡块的质量及位置,由坎贝尔图、各转速下涡动频率及振型云图得知,在0～12 000 RPM转速下,转子系统没有产生共振,且运行平稳。证明该系统的工作效率可通过提高转子转速的方法来实现,这也为偏心结构压缩机转子结构设计提供一理论参考。     

涡旋压缩机的振动时域和频域分析

基于动力学理论重点讨论了动涡旋盘和曲轴的振动特点 ,建立了振动分析数学模型 .在频域内 ,根据实验获得了涡旋压缩机运转时的振动信号频域功率谱 .为设计、制造、装配和故障诊断提供一定的理论依据     

涡旋压缩机优化设计专家系统的开发与研究

涡旋盘的优化设计基于模型的推理运算过程，这些模型包括涡肇压缩机设计用的理论模型、实验模型和经验知识模型。优化过程分涡旋盘的涡旋参数优化和涡旋盘的尺寸优化两部分：参数优化是确定一组最好的涡旋参数、使涡旋压缩机的能效比ＥＥＲ为最高；尺寸优化是以有限元ＦＥＭ分析计算和手段，确定最优的涡旋盘尺寸，使它们的变形小，重量轻，强度大。利用该系统所设计的样机性能明显提高。     

变排量斜盘式压缩机斜盘动力学分析

变排量斜盘式压缩机斜盘倾角变化的动力学分析关系到压缩机的斜盘倾角控制,同时斜盘倾角变化的平稳性、快速性也影响着压缩机的性能。文章根据压缩机的运动学分析和斜盘倾角变化的动力学分析,从理论上计算了压缩机的斜盘倾角变化过程;通过多种工况下的斜盘倾角时间响应计算,分析了压缩机斜盘部分的阻尼系数、转速、斜盘转动惯量、斜盘质量、弹簧弹性系数对瞬态斜盘倾角变化的平稳性和快速性的影响。该文研究结果为变排量斜盘式压缩机的斜盘倾角设计和振动噪声分析提供了一定的参考。     

变转速工况下电动汽车涡旋压缩机切向泄漏研究

针对电动汽车涡旋压缩机动、静涡旋盘径向间隙产生的切向泄漏问题,文章基于油膜润滑理论计算模型,利用有限差分方法数值求解二维雷诺方程,得出动、静涡旋盘径向间隙上的油膜压力分布规律以及压缩机转速变化时涡旋盘壁面上的油膜承载力和表面摩擦力的变化规律.压缩机性能实验结果表明:随着压缩机转速的增大,泄漏间隙随之减小,表面摩擦力随之...     

双涡圈涡旋压缩机气体力分析

推导出双涡圈任意圈涡旋压缩机工作过程中任一涡齿形成封闭腔个数的计算式;通过各腔室在任一曲轴转角下轴向投影面积的求解,得出双涡圈涡旋压缩机各向气体力的计算式;通过同压缩比、排气量下双涡圈和2种单涡圈结构气体力的对比得出:双涡圈结构的轴向气体力和切向气体力的波动量小,约为自身均值的1.3%;在减小涡盘尺寸和回转半径方面存在优势,但会使某项气体力数值增大,大排气量场合应用时应给予关注.     

驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机特性的分析

对驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机建立了吸气容积、排气容积、压缩比的计算公式;对作用于双涡旋齿动涡盘的气体力建立了分析模型.计算结果表明:驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机相对于传统的双涡旋齿涡旋压缩机,切向、轴向和径向气体力均减小;相对于驱动轴承内嵌式单涡旋齿涡旋压缩机,波动幅度小,运行更平稳,更适合于压缩比小、输气量大的场合.     

基于自适应NSGA-Ⅱ算法的变截面涡旋盘优化

针对目前对涡旋压缩机涡旋盘的优化设计多以几何性能最佳为优化目标,其力学性能较差这一缺点,提出了基于自适应第二代非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)、综合考虑力学性能和几何性能的变截面涡旋盘多目标优化设计方法.针对由基圆渐开线和高次曲线组成的变截面涡旋盘,确立了以涡旋型线特征参数表示的动涡旋轴向气体力及内容积比数学模型,以轴向力最小和内容积比最大为设计目标进行多目标优化设计,引入了根据种群的进化状态来进行自我调节的交叉算子和变异算子,以提高NSGA-Ⅱ算法的效率和最优解的分布均匀度,并得到了Pareto最优解集.在最优解集中挑选三种优化型涡旋盘与传统型涡旋盘进行对比分析,其最大轴向气体力分别减少了3.20%,1.08%和1.90%,内容积比分别提高了5.37%,6.64%和3.35%,表明提出的优化方法可以得到综合性能较优的变截面涡旋盘.     

燃料电池空压机涡旋盘均匀载荷应力变形仿真

为了得到燃料电池空气供给无油涡旋空压机运行干涉预判与装配间隙,计算了涡旋盘各压缩腔在一个循环内的容积离散值,得到压缩腔不同主轴转角的温度载荷与压力载荷初值,经过均匀化传热计算得到涡旋盘循环平均温度场与气压场,提出指数分段温度公式作为替代方法简化温度场计算。基于ANSYS有限元分析温度、气压均匀载荷耦合作用下涡旋盘的变形及应力场。仿真结果表明:静盘应力最大值为153.21 MPa,位于涡旋齿始端根部;动盘应力最大值为88.88 MPa,位于涡旋齿终端根部;涡旋齿最大径向修正值为0.092 mm,70%区域的修正值小于0.030 mm,平均值为0.023 9 mm,所有配合面增加0.010 mm附加修正值得到等效径向配合间隙为0.033 9 mm;动、静涡旋盘轴向配合面变形后无干涉,轴向间隙设置为0.010 mm。     

涡旋式压缩机的防自转机构

在涡旋式压缩机中,动静涡盘的特定的相对运动方式是借助防自转机构实现的。本文分析了十字连接环式防自转机构的工作原理;对滚柱式防自转机构的作用原理进行了证明;并结合实践分析和比较了几种防自转机构的特点,指出滚珠式防自转机构、滚柱式防自转机构和十字连接环式防自转机构一样,都可应用在涡旋压缩机上,起到防自转实现动涡旋盘相对于静涡旋盘无自转、只有公转的平动的作用。而且滚珠式防自转机构可以变滑动摩擦为滚动摩擦,使机械损失减少,效率提高,是一种有推广价值的新机构。     

基于多体动力学的发动机稳态工况动态转矩计算

理论分析发动机转矩波动产生机理,通过有限元分析得到离散化曲轴模型,建立了滑动轴承动态接触数学模型;协同各子部件间动力学关系,考虑燃气压力、变惯性力等激励载荷,在ADAMS中建立发动机曲轴连杆机构多体动力学模型,仿真计算发动机不同稳态工况下动态转矩,研究曲轴弹性、滑动轴承弹性支承、输出转速等对发动机输出动态转矩的影响.通过试验对比和简谐分析,表明了仿真方法的可行性和准确性,为车辆动力传动系统的扭振分析提供激励条件.     

基于非线性多体动力学和有限元法的柴油机曲轴动态强度分析

为更准确地分析曲轴在运行工况下的动力学响应特性,采用Pro/E 3D软件对CA4D32柴油机曲轴、轴承等部件进行三维实体有限元建模,并将模型导入非线性多体动力学分析软件AVL Excite,添加连接单元,建立轴系非线性多体动力学模型,计算了一个工作循环的主轴承载荷变化.将非线性多体动力学轴系位移量计算结果作为曲轴三维实体有限元精细模型的载荷边界条件,完成了一个循环曲轴动应力计算.结果表明,与刚性体的分析方法相比较,采用非线性多体动力学分析方法可获得更接近实际的有限元模型的载荷边界条件,提高了曲轴强度的计算精度.     

二阶连续渐开线变截面涡旋盘的谐响应分析

以二阶连续三段圆渐开线变截面组合型线动涡旋盘为研究对象,通过建立动涡旋盘的三维实体模型,借助ANSYS Workbench对其进行了模态分析,得到前六阶固有频率和各振型对应的各点综合位移图.在此基础上以计算工况为危险工况对动涡旋盘进行了谐响应分析,得到涡旋齿在指定路径上的变形及不同路径上应力、应变随频率的变化规律,并与等截面涡旋齿的动态特性进行比较,定量给出了等、变截面涡旋盘的峰值响应,证明了变截面涡旋齿在动态特性方面的优越性.     

变基圆渐开线涡旋体热弹性耦合分析

文章以汽车空调涡旋压缩机为研究对象,重点分析了变基圆渐开线涡旋型线的几何理论,建立了变基圆渐开线涡旋型线的方程;利用有限元分析软件ANSYS,在气体温度和压力耦合载荷工况下,对比分析了定、变基圆渐开线涡旋体的应力和应变。研究结果表明,在相同制冷量的条件下,变基圆渐开线涡旋体的结构特点优于定基圆渐开线涡旋体,能够更好地适应压缩机的复杂工况条件。     

圆渐开线变截面涡旋压缩机型线的参数优化

圆渐开线变截面涡旋压缩机的优化设计均以几何性能为目标。为了得到在几何性能和力学性能方面更为优越的涡旋压缩机,文章建立圆渐开线变截面涡旋压缩机压缩比和轴向气体力的数学模型,分析压缩比和轴向气体力随型线参数的变化趋势;结合几何性能和力学性能,以压缩比倒数和轴向气体力为目标函数,利用多目标遗传算法对其进行优化,得到不同参数变化下的非劣解集。对优化型涡旋盘与未优化涡旋盘进行的定量分析结果表明,优化型涡旋盘的压缩比提高了16.14%,轴向气体力降低了5.62%,证明了优化的可行性。该研究为圆渐开线变截面涡旋压缩机设计时型线参数的选取提供了一定的参考。     

涡旋齿数对多齿涡旋压缩机性能的影响

建立适用于任意齿数的多齿涡旋盘通用几何模型,得到压缩机吸气量、压缩比及相对滑动速度等性能参数随涡旋齿数的变化规律,讨论齿厚、齿高和节距等涡旋盘结构参数的制约条件和齿数对涡盘性能的影响,并对圆渐开线与正多边形渐开线作为多涡旋齿齿壁型线的区别进行分析对比.结果表明:与单涡旋齿涡旋压缩机相比,当基圆?膊 半径不变时,多涡旋齿相对滑动速度明显减小;当节距不变时,多涡旋齿吸气量明显增加;多齿涡旋压缩机可同时提高排气量、减小压缩机外形尺寸和摩擦损失,更适用于较大吸气量的应用场合.