压缩机曲轴机体耦合动力学研究

结合多体动力学和有限元方法，对大型往复（迷宫）压缩机曲轴机体的动态特性进行了分析，建立了压缩机曲轴轴系与机体动力学分析模型。分析得出了压缩机机体动态特性分析最主要的激励——主轴承反力和活塞导向轴承反力，并在这些激励力作用下计算该机体的振动响应，得到了机体各节点的振动位移、速度和加速度，从而为压缩机的低噪声设计提供依据。     

往复式压缩机曲轴动态特性分析

利用多体动力学和有限元方法对往复式压缩机曲轴的动态特性进行了分析。通过建立往复式压缩机曲轴动力学模型和对其进行的模态分析,得到在自由状态和约束状态下曲轴前八阶的固有频率和模态振型,在模态分析的基础上通过曲轴动态响应计算获得曲轴不同转角时刻下的位移应力分布情况和关键部位的应力随时间变化规律。分析结果表明,建立的曲轴有限元模型较好地反映了曲轴实际结构的动态特性,曲轴的各阶固有频率均远高于工作频率,因此曲轴共振的可能性很小,曲轴结构强度的可靠性较高。研究分析结果可作为曲轴结构优化的理论参考。     

大型往复压缩机曲轴开裂的原因及改造

对一台六列M型往复压缩机曲轴多次在一级曲柄销上发生开裂的原因进行了分析，并研究实施了简便可行的调整轴系扭转振动固有频率的改造措施，有效消减了轴系的扭转振动，消除了曲轴在一级曲柄销上开裂的事故隐患。     

变工况往复压缩机曲轴的模型构建与动力学分析

针对往复压缩机在部分行程顶开进气阀的气量调节工况下,因卸荷装置改变了气阀原本的运动规律导致其易发生泄漏等故障,从而导致气量调节偏差或失效,进一步造成压缩机其余部件发生故障的问题,本文构建了某六缸多级双作用往复压缩机曲轴力学模型,分析了其在正常气量调节工况以及气缸级内和级间发生调节故障时整周期交变载荷的变化规律,并利用多...     

基于曲轴系柔性多体动力与动力润滑耦合的机体动响应分析

以某8缸柴油机为例,通过建立了考虑油膜润滑的柴油机曲轴轴系柔性多体动力学分析模型,分析得出机体动态特性分析主要的激励-主轴承反力和活塞侧推力,并在这些激励力作用下计算机体的振动响应,得到了机体各节点的振动速度,从而为柴油机的低噪声设计提供依据.     

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.     

往复压缩机曲轴扭振计算软件的开发与应用

利用Visual Basic 6.0和MATLAB混合编程技术开发了往复压缩机轴系扭振计算程序.该程序能够进行曲轴扭振的模态计算和动态响应计算,同时,还可以进行压缩机动力计算.其中,对自由振动采用了传递矩阵法;对强迫振动,则在考虑转速波动对激振力影响的基础上,采用了瞬态动力学的计算方法.通过对相关实例进行分析和结果对比,验证了该程序的可行性及工程实用价值.     

迷宫往复式压缩机曲轴扭振分析研究

迷宫密封往复压缩机是一种新型压缩机,以其压缩和输送洁净气体,广泛的应用于国民经济的各部门。曲轴是往复式压缩机的主要运动部件,其结构参数在很大程度上决定并影响了压缩机的可靠性及工作寿命。以6M50型往复压缩机为分析对象,利用三维建模软件Pro/E对其进行轴系建模,随后将其导入ANSYS中,建立相应的约束,并施加载荷,然后对其进行静力分析、模态分析。结果表明,该分析技术可以全面系统地分析轴系各项动力特性,可以直观准确地获得轴系不同部位、不同时刻的应力分布,为大型往复压缩机轴系设计提供可靠的理论依据。     

基于虚拟样机技术的浮吊补给作业动态特性仿真研究

浮吊在海上作业受波浪载荷作用,产生复杂的非线性动态特性,易引发安全事故。将吊索作为柔性体,考虑吊重运动和船体运动的耦合,基于多体动力学建立了刚柔耦合浮吊作业的虚拟样机模型,仿真计算得出浮吊在海上补给作业的相关动力学特性。结果表明:被补给船位置,波浪激励频率、吊索初始长度和下降速度等对浮吊的安全作业有重要影响。     

基于虚拟样机的往复压缩机动力学仿真

采用虚拟样机技术对往复式压缩机曲柄连杆活塞机构进行动力学仿真，快速准确地得到了往复压缩机的各种动力学参数，为往复式压缩机动力学计算提供了有效的方法并为部件的有限元动态分析打下了基础。     

ANSYS在多列往复压缩机轴系扭振分析中的应用

随着石油化工流程规模的不断扩大,往复压缩机向超大型多列方向发展。压缩机列数的增加,导致轴系扭转固有频率降低,轴系出现扭转振动的可能性变大;经验表明,研制6列以上大型往复压缩机,必须进行轴系扭振分析。有限元技术的发展,为压缩机轴系的动力分析提供了新的解决方案。以6M50型往复压缩机为分析对象,利用ANSYS软件对轴系进行了静力分析、模态分析和动态响应分析。结果表明,该分析技术可以全面系统地分析轴系各项动力特性,可以直观准确地获得轴系不同部位、不同时刻的应力分布,为大型往复压缩机轴系设计提供可靠的理论依据。     

往复压缩机曲轴强度分析

基于热动力计算的结果,通过利用Ansys建立轴系的三维模型,对整体曲轴进行了应力计算,得到了危险节点处的应力变化曲线以及在载荷变化周期内的最大应力幅值,最后校核了静强度和疲劳强度.结果表明设计工况下该轴系的强度符合设计规范要求,同时为同类型压缩机曲轴设计提供了理论依据.     

往复式甲烷压缩机曲轴断裂原因

某往复式甲烷压缩机曲轴在运行过程中发生断裂,通过断口宏观和微观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察和力学性能测试等方法,研究了曲轴断裂的原因。结果表明:曲轴发生了扭转疲劳断裂;在交变扭转应力的作用下,曲轴主轴颈不规则且粗糙的过渡圆角和油孔附近粗糙的机械加工痕迹处产生应力集中,导致微裂纹萌生;组织中严重的带状回火屈氏体、大小不均匀的晶粒以及非金属夹杂物导致曲轴的力学性能变差,加速了疲劳裂纹的扩展;建议严格控制曲轴的热处理和制造工艺,优化曲轴结构设计,防止类似事故的再次发生。     

基于数值仿真的往复式压缩机进气阀参数研究

应用计算流体动力学方法(CFD)对往复式压缩机进气阀的工作过程进行内流场的瞬态数值模拟,确定了膨胀、进气过程中温度场、压力场、速度场等物理场的分布,研究了曲轴转速、弹簧刚度对进气阀工作特性的影响。计算结果表明:进气阀工作过程的仿真必须对膨胀和进气过程进行连续动态模拟以确定工作特性;对于一定结构的进气阀,当弹簧刚度由455N/m增大到8000N/m时,压缩机进气量从11.3×10-3m3降至8.8×10-3m3,因为泄漏,在刚度为2000N/m时具有最大实际吸入量11.2×10-3m3;当曲轴转速由300r/min提高到2000r/min时,实际吸入量由11.6×10-3m3降至8.6×10-3m3;从避免阀片颤振、降低瞬时流量波动、限制关闭滞后角和泄漏量以及提高实际吸入气量等方面综合考虑,较合理的弹簧刚度在2000N/m左右,大于原设计的455N/m。通过对进气阀的数值模拟,为优化弹簧刚度、进一步分析变转速下气阀的工作性能提供了依据。     

往复压缩机曲轴变工况条件下有限元分析

在往复天然气压缩机工作过程热力和动力计算的基础上,本文利用有限元法对压缩机的曲轴进行了应力分析与模态分析。以某天然气压缩机为对象进行了三维建模,在变工况的运行条件下研究了曲轴的应力和变形状态,数值分析了曲轴在交变载荷下的静强度和疲劳强度,指出其运行的危险边界工况,并对曲轴进行了模态分析,得到了自由振动模态振型与频率,在变转速的条件下,激振力频率有效避开固有频率。本文的研究结果可为同类压缩机曲轴的设计提供参考。     

基于UG环境下的压缩机曲轴强度计算与分析

利用有限元分析的方法和UG软件的功能,对活塞压缩机的曲轴创建三维力的分析模型,探讨进行曲轴的静强度和疲劳强度的校核方法,并结合曲轴实例建模、解算.     

六缸压缩机曲轴系动力学仿真和疲劳强度分析

针对压缩机曲轴系统中的连杆、活塞的速度、加速度及受力计算问题,运用Pro/E和ADAMS软件构建压缩机曲轴系统的刚柔耦合动力学模型,利用ANSYS软件对压缩机曲轴系统进行模态计算,利用ADAMS虚拟样机技术对压缩机曲轴系统进行运动学和动力学仿真,并以此对压缩机曲轴进行疲劳强度校核,为曲轴系统优化设计提供新的设计思路.     

基于多体动力学的汽油机曲轴安全性分析

基于AVL公司的ExcitePoweru血软件进行曲轴系多体动力学计算,用以分析曲轴主轴颈和曲柄臂受力和力矩结果。同时,利用MSC．Fatigue软件,并结合有限元的分析方法,采用曲轴圆角子模型,并将多体动力学的仿真结果作为曲轴疲劳计算的边界栽荷谱进行曲轴疲劳安全系数计算。通过以上结果来评价曲轴的安全性。