多場耦合下壓縮機(jī)活塞桿可靠性研究.pdf

1、活塞桿作為往復(fù)式壓縮機(jī)所有零部件中經(jīng)常發(fā)生疲勞失效的零件之一，其可靠性一直是人們研究的熱點(diǎn)問題。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，理論知識的推陳出新以及商業(yè)仿真軟件的優(yōu)化更新，使得人們在解決問題的方法上有了越來越多的選擇。機(jī)械可靠性描述的是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)或模塊在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，正常運(yùn)行的能力，通常用“浴盆曲線”來描述。本文擬以W-1.0/8型往復(fù)式空氣壓縮機(jī)為研究對象，建立其簡化三維模型，對活塞桿的失效機(jī)理、影響因素及可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

2、等方面進(jìn)行研究。具體研究工作如下:
　　(1)針對往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿可靠性的研究課題，通過研究國內(nèi)外文獻(xiàn)資料積累壓縮機(jī)失效模式、活塞桿失效形式、研究方法等方面的理論基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)本課題的創(chuàng)新點(diǎn);通過對文獻(xiàn)資料的分析歸納，確定研究問題、研究方法;通過數(shù)學(xué)建模、仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對研究問題進(jìn)行細(xì)分，逐個(gè)突破，驗(yàn)證研究方法的有效性;通過構(gòu)建可靠性參數(shù)靈敏度分析系統(tǒng)和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，達(dá)到理論和實(shí)際結(jié)合的目的。
　　(2)對課題組提出的W-

3、1.0/8型往復(fù)式空氣壓縮機(jī)活塞桿斷裂失效問題，建立壓縮機(jī)三維模型，在Comsol Multiphysics中分別進(jìn)行單物理場（結(jié)構(gòu)力學(xué)）和流一固一熱三場耦合（多體動(dòng)力學(xué)）仿真分析，對比活塞桿在考慮單場作用和多場耦合作用下范式等效應(yīng)力(Von Mises Stress)的變化情況，探索活塞桿失效的機(jī)理。
　　(3)建立了以活塞桿工作中所受應(yīng)力為指標(biāo)的可靠性目標(biāo)函數(shù)和以溫度、氣缸壓力、活塞桿屈服應(yīng)力為約束條件的，采用改進(jìn)的蟻群算法(