基于模态分析的涡旋压缩机曲轴固有特性研究

为了解涡旋压缩机曲轴工作时的振动特性，利用试验模态方法和有限元方法对其固有特性进行了分析，给出了各自分析结果的前5阶固有频率，同时给出了有限元结果的各阶振型，进而为曲轴的设计和涡旋压缩机振动、噪声特性分析与控制提供了依据。     

涡旋压缩机曲轴及曲轴部件的有限元分析

根据油润滑涡旋压缩机的动力学特性,建立曲轴及曲轴部件两种机构的物理模型和有限元模型。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对涡旋压缩机曲轴及曲轴部件的固有特性进行分析,得出前六阶固有频率及各阶振型。分析比较两种情况下固有频率和振型的差异,为曲轴的优化设计与涡旋压缩机的振动分析提供相关依据。     

变截面涡旋盘热模态分析

涡旋盘是涡旋压缩机内部重要的零件之一,其工作过程中腔内部产生的热量使温度升高,产生温度梯度及热应力,影响了结构的固有动力学特性。通过ANSYS的模态分析,对涡旋盘分别进行了不考虑温度效应的模态分析与热结构模态分析,得到了其前六阶模态及对应振型。结果表明,温度使涡旋盘的不同阶的模态值变大,其振动幅度随固有频率的增加而变大。这对涡旋压缩机的结构设计和动力学研究具有重要意义。     

涡旋压缩机涡旋体的模态分析

涡旋体是涡旋压缩机重要的零件之一。为了研究其振动特性,对其进行模态分析是十分必要的。首先,以圆的渐开线作为涡旋体的涡旋曲线,利用APDL建立了涡旋体的的三维模型,经过网格划分,生成有限元模型;然后利用ANSYS模态分析模块,采用BLOCK LANCZOS方法进行模态计算;最后得出其前6阶固有频率和振型,对涡旋体的设计、制造及维修有理论指导意义。     

涡旋压缩机振动噪声特性的应用研究

分析了涡旋压缩机振动和噪声特性,研究了涡旋压缩机表面振动信号与噪声信号的关联关系;利用锤击法对涡旋压缩机及其主要组成零部件进行了模态实验,获取了前5阶固有频率;最后通过对涡旋压缩机的实测特性、振动和噪声关联关系及其固有特性的综合比较分析,给出了涡旋压缩机减振降噪的几点具体措施。     

地铁齿轮箱箱体模态及谐响应分析

通过Pro/E三维软件对地铁齿轮箱箱体进行三维实体建模,然后导入Workbench中对箱体进行有限元模态分析,得出箱体的固有频率和振型;进行实验模态分析与有限元模态分析结果进行对比,检验箱体模态分析方法的可行性;在有限元模态分析的基础上进行谐分析,得出不同频率作用下箱体结构抗振性能。从而在设计过程中可以对箱体结构进行合理布置,增加箱体刚度,并为进一步进行齿轮箱的动态响应分析提供可靠依据。     

涡旋压缩机曲轴转子壳体耦合动力学研究

以涡旋压缩机转子和壳体为研究对象,基于涡旋压缩机的总体结构和工作原理,通过对涡旋压缩机转子受力状态分析,建立了涡旋压缩机转子的动力学模型.利用有限元方法和多体动力学理论,对涡旋压缩机转子和壳体进行了有限元模态分析,获得了涡旋压缩机转子和壳体的固有频率和振型等模态特性参数.在涡旋压缩机主轴系拓扑构型的基础上,分别建立了主轴系的多刚体模型和多柔体模型.通过对曲轴系多体动力学分析,得到了气体力载荷和在柔性体条件下壳体承受主副轴承载荷等,分析了壳体在载荷作用下的动力学响应问题.结果表明,主轴和壳体主轴承之间的相互作用关系只有多柔体动力学模型能给出合理且相对准确的分析计算结果.通过壳体动态响应分析,不仅可以掌握壳体的位移与应力分布情况,而且还获得了壳体某一节点在运行过程中的位移时间历程,为主轴与壳体的结构设计提供理论依据.     

减速器箱体模态分析与试验验证

建立了减速器箱体有限元模型,提取了箱体低阶固有频率及相应振型。根据试验模态理论,对减速器箱体进行了脉冲锤击法模态试验,采用多输入多输出(MIMO)时域模态方法对减速器箱体进行模态分析,通过对采集数据分析处理,求得传递函数;采用ERA模态识别法,确定减速器箱体低阶固有频率及振型。通过对比数据表明,所选低阶固有频率振型基本一致,频率误差在5%范围内,相互证明了理论模型与试验方法的正确性,为研究箱体动态结构特性分析提供了理论依据和试验支撑。     

基于ANSYS技术的齿轮箱模态分析及优化

针对齿轮箱工作特性,利用ANSYS软件对齿轮箱做模态分析并以此为基础,分析齿轮箱模态振型对箱体性能的影响,通过改变箱体壁厚来优化箱体结构。结果表明优化后齿轮箱性能稳定,最大变形量减小,振动降低,最大等效应力下降,有利于应力的合理均匀分布,符合减振降噪的目的。     

基于Romax的变速箱建模及模态分析

变速箱作为汽车传动系统中重要组成部分,为汽车在不同工况下行驶时提供不同的转速和扭矩,保证汽车的正常行驶。本文以变速箱箱体为对象,应用Catia建立了箱体三维实体模型,利用HyperMesh建立了箱体有限元模型,在Romax Designer中分别完成了箱体的自由模态和约束模态分析。通过分析模态振型特征,直观的分析变速箱的动态特性,发现其刚度薄弱环节,为变速箱的结构设计提供参考依据。     

基于ODS的涡旋压缩机噪声振动测量方法优化

介绍了ODS在涡旋压缩机以振代噪测试中的应用方法,在结构声辐射原理的基础上,通过对压缩机振动与噪声信号分析,确定对总噪声贡献最大的频率段;然后选取优势频率画出涡旋压缩机ODS图,根据ODS图及参考点与选取测试点相干函数对测点进行优化;最后选出4个振动稳定点从而提高涡旋压缩机生产线在线噪声检测效率。     

涡旋压缩机声辐射ODS分析及应用

介绍了声辐射ODS在涡旋压缩机噪声测试中的应用方法,在结构声辐射原理的基础上,通过对压缩机振动噪声谱及声辐射分析,确定对总噪声贡献最大的频率段;然后选取优势频率画出涡旋压缩机ODS图,根据ODS图及参考点与选取测试点相干函数对测点进行优化提高测试效率;最后通过对优势频率下的涡旋压缩机ODS图进行分析对结构进行优化,最终达到减振降噪的目的.     

无油润滑涡旋压缩机齿端面密封的研究

涡旋压缩机在工作过程中动、静涡盘之间间隙存在泄漏损失,它是影响无油润滑涡旋压缩机工作性能的重要因素。在涡旋齿端面加由自润滑材料制成的密封条是实现无油润滑的一项关键技术。本文从材料和结构两方面阐述了密封条的基本特点,介绍了密封条的两种结构模型,说明了各自的工作原理,并对两种模型进行了受力分析,得出了密封条正常工作应满足的条件及选用两种结构模型应注意的问题。结果表明:密封条不但可以阻止通过轴向间隙的泄漏,而且降低了涡旋齿与涡盘底部摩擦功率损失。     

Reliability evaluation of scroll compressor for system air conditioner

This study presents a reliability evaluation method of the scroll compressor for system air conditioner. After conducting reliability target determination and failure analysis (failure mode and effect analysis) on the scroll compressor, the significance of the stress factors affecting wear (main failure mode) is evaluated using design of experiments. Specifically, wear is estimated under various test conditions using analysis results. The lifetime of the scroll compressor is estimated using the data of zero-failure accelerated life test performed under various test conditions. The result satisfies the warranty lifetime of the scroll compressor. Finally, the procedure of reliability determination test for the scroll compressor is briefly proposed.     

电涡流法测量涡旋压缩机轴向间隙的可行性试验研究

介绍了电涡流法测量位移的基本原理和性能,设计了静态校正系统,对电涡流位移传感器进行了静态特性测试,并对不同测试材料的输出特性进行了试验对比。用设计的动态测试平台模拟涡旋压缩机中形成轴向间隙的动静盘间的实际运动情况,利用基于虚拟仪器技术的数据采集系统记录数据波形。试验结果表明,电涡流位移传感器静态和动态性能好、灵敏度高、输出信号强,能满足涡旋压缩机轴向间隙小位移量的测量要求,输出波形信号频率能精确反映压缩机的转速变化情况。指出了传感器用于涡旋压缩机实际测量时的安装要点。     

涡旋压缩机振动测试的试验研究

通过分析涡旋压缩机振动的产生原因,制定了振动测试的技术方案。建立了涡旋压缩机振动测试试验系统,详细介绍了其硬件系统和软件系统的组成,开展了涡旋压缩机表面振动信号测试试验研究,获得了不同振动信号采集点的时域信号波形和频域信号波形,对不同位置的振动特性进行了对比研究。研究结果表明,皮带连接传动轴位置振动最剧烈,而地脚螺栓位置和排气口位置的振动较小,不同位置的特征频率存在差异。这将为保证涡旋压缩机稳定运行提供技术参考。     

Modal characteristics and fatigue strength of compressor blades

High-cycle fatigue (HCF) has been identified as one of the primary causes of gas turbine engine failure. The modal characteristics and endurance strength of a 5 MW gas turbine engine blade developed by Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. in HCF fracture were verified through analysis and tests to determine the reliability of the compressor blade. A compressor blade design procedure that considers HCF life was performed in the following order: airfoil and blade profile design, modal analysis, stress distribution test, stress endurance limit test, and fatigue life verification. This study analyzed the Campbell diagram and estimated resonance risk on the basis of the natural frequency analysis and modal test of the compressor blade to guarantee safe and operational reliability. In addition, the maximum stress point of the compressor blade was determined through stress distribution analysis and test. The bonding point of the strain gage was determined by using fatigue test. Stress endurance limit test was performed based on the results of these tests. This research compared and verified the modal characteristics and endurance strengths of the compressor blades to prevent HCF fracture, which is among the major causes of gas turbine engine damage. A fatigue life design procedure of compressor blades was established. The 5 MW class gas turbine compressor blade is well designed in terms of resonance stability and fatigue endurance limit.     

涡旋压缩机理论机构模型

采用曲柄和双滑块机构作为涡旋压缩机的理论机构模型,借助此模型从机构学的基本原理出发对涡旋压缩机的工作原理进行了分析,揭示了涡旋机构成立和实现正确运动的条件和普遍规律。     

刚柔耦合的涡旋压缩机转子系统的动力学分析

以涡旋压缩机转子系统为研究对象,采用Bushing连接模拟轴承,运用Ansys Workbench软件建立了考虑轴承刚度、小轴和动涡旋盘柔性的涡旋压缩机转子系统的刚柔耦合模型,进行了刚柔耦合动力学分析,得到了实际工况和理想工况时运动副反力,以及实际工况时小轴和动涡旋盘的应力、应变情况。仿真结果表明:实际工况时滚针轴承不承担动涡旋盘的倾覆力矩,倾覆力矩由3对7001轴承来承担,并造成轴向气体力分配不均匀,使2号7001轴承受力过大;小轴、动涡旋盘的强度和刚度符合设计要求。研究结果为涡旋压缩机结构设计和优化提供了理论指导。