大型壓縮機(jī)動力學(xué)分析與噪聲預(yù)測.pdf

1、本文在壓縮機(jī)設(shè)計領(lǐng)域首次對大型壓縮機(jī)進(jìn)行動力學(xué)分析與噪聲預(yù)測，重點(diǎn)圍繞壓縮機(jī)的動力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)動態(tài)特性和結(jié)構(gòu)聲輻射特性等方面的問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，旨在建立一套往復(fù)壓縮機(jī)動力學(xué)分析與噪聲預(yù)測的理論模型和分析方法，為壓縮機(jī)的低噪聲設(shè)計提供理論依據(jù)。 首先以有限元動態(tài)特性分析為基本手段，對K5206NM 型壓縮機(jī)的主要承載部件曲軸和機(jī)體進(jìn)行了有限元模態(tài)分析，獲得了該機(jī)曲軸和機(jī)體的固有頻率和振型等模態(tài)特性參數(shù)，為曲軸運(yùn)動件動力學(xué)分

2、析和機(jī)體的強(qiáng)迫振動分析奠定了基礎(chǔ)。 在分析K5206NM壓縮機(jī)曲軸系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多體動力學(xué)理論和有限元方法，分別建立了曲軸系統(tǒng)的多剛體模型和考慮曲軸柔性作用的多柔體模型。通過對兩種模型的仿真對比分析，分別獲得活塞、連桿及曲軸運(yùn)動負(fù)荷，可以發(fā)現(xiàn)曲柄連桿機(jī)構(gòu)中剛性部件之間以及連桿和曲柄銷之間的相互作用關(guān)系用兩種模型都可以得出比較準(zhǔn)確的分析結(jié)果；而曲軸和機(jī)體的主軸承之間的相互作用關(guān)系只有柔體動力學(xué)模型能給出合理且相對準(zhǔn)確的

3、分析計算結(jié)果。另外，柔體動力學(xué)模型可以計算出曲軸在壓縮機(jī)整個工作循環(huán)內(nèi)的力邊界條件和位移邊界條件，結(jié)合有限元方法，曲軸的強(qiáng)迫振動行為可以得到分析。 通過壓縮機(jī)曲軸運(yùn)動件系統(tǒng)多體動力學(xué)分析，計算了機(jī)體承受的氣缸氣體壓力、活塞導(dǎo)向軸承載荷和主軸承載荷等，詳細(xì)分析了機(jī)體在上述多種載荷下的動力學(xué)響應(yīng)問題，并對其中的力、位移邊界條件和結(jié)構(gòu)阻尼等影響因素進(jìn)行了分析探討。通過機(jī)體動態(tài)響應(yīng)分析，不僅可以掌握機(jī)體的位移與應(yīng)力分布情況，而且還獲得了

4、機(jī)體各個節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行過程中的位移、速度、加速度時間歷程，為曲軸與機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論依據(jù)。同時，通過動態(tài)響應(yīng)分析所得的機(jī)體表面振動位移速度與部分測點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)吻合較好。 以壓縮機(jī)機(jī)體表面振動速度的均方值為因子，依據(jù)聲學(xué)原理計算了機(jī)體的表面輻射聲功率，與實(shí)測結(jié)果相符?；诮Y(jié)構(gòu)聲輻射理論，建立了機(jī)體聲邊界元模型，將有限元法和邊界元法有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢，對機(jī)體輻射聲場進(jìn)行模擬計算分析，獲得機(jī)體場點(diǎn)聲壓、聲強(qiáng)、輻射聲功率