复杂工况下空调器配管疲劳可靠性的预测分析及评估

发布时间：2017-08-07 11:28

  本文关键词：复杂工况下空调器配管疲劳可靠性的预测分析及评估

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【摘要】：空调器配管疲劳损坏作为引起空调器失效的主要原因之一,其疲劳可靠性直接关系到空调产品的质量。压缩机在工作过程中包含启动、稳定运行和停机三个阶段,目前针对配管疲劳可靠性的研究主要集中在稳定运行阶段。但在启动、停机这种过渡工况中,由于压缩机转子转速越过压缩机的共振频率,导致该阶段配管的振幅和应力通常都会大于在稳定运行工况下的振幅和应力,其对配管造成的损伤不可忽视。在空调器实际使用过程中配管的疲劳可靠性受到装配工艺等多种误差因素的影响,对其进行正确的评估预测需要综合考虑多种因素的影响。 本文根据压缩机的结构特征,分析了其在启动工况下的载荷特点,结合压缩机排回气口的位移响应和压缩机激励载荷之间的线性传递关系,确定了压缩机在启动工况下的激励载荷为脉冲激励,提出了先求载荷的峰值时间再求载荷峰值大小的瞬态激励反求算法。通过提取压缩机配管系统的关键信息在有限元分析软件中建立虚拟样机模型,根据反求得到的激励载荷即可分析在压缩机在启动和稳定运行工况下的配管系统动力学特性。 通过ANSYS软件仿真模拟和物理样机测试,分析了在生产安装过程中包括配重偏差、管路变形、插入深度以及消音棉等几种常见的工艺偏差对管路系统模态的影响,为空调器产品的生产工艺标准制定提供了理论基础。并在变频空调疲劳可靠性分析方法的基础上提出了考虑启动阶段配管疲劳损伤的疲劳寿命预测方法,提高了评估空调器配管疲劳可靠性的准确度。
【关键词】：复杂工况 空调器 压缩机配管系统 动力学分析 疲劳可靠性
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-12
• 插图清单12-13
• 表格清单13-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 课题研究背景14-15
• 1.2 研究现状15-16
• 1.3 主要研究内容及工作安排16-18
• 第二章 复杂工况下压缩机载荷特征识别分析18-30
• 2.1 有限元分析概述及软件18-19
• 2.1.1 有限元基本原理18
• 2.1.2 有限元软件18-19
• 2.2 空调器压缩机结构特征及工作原理19-20
• 2.3 空调器压缩机激励载荷特征分析20-22
• 2.4 稳态工况下压缩机激励载荷反求22-24
• 2.5 启动工况下压缩机激励载荷反求24-29
• 2.5.1 激励载荷峰值时间的确定24-26
• 2.5.2 激励载荷值的确定26
• 2.5.3 单体压缩机算例验证26-28
• 2.5.4 激励载荷反求的软件实现28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 复杂工况下空调配管虚拟样机的动力学分析30-37
• 3.1 虚拟样机模型的建模30-33
• 3.1.1 系统结构的参数化30-31
• 3.1.2 建立虚拟样机模型31-32
• 3.1.3 材料参数32-33
• 3.1.4 网格划分33
• 3.1.5 边界条件33
• 3.2 复杂工况下的空调配管系统动力学分析33-36
• 3.2.1 模态分析33-34
• 3.2.2 稳定运行工况下的谐响应分析34-35
• 3.2.3 启动工况下的瞬态分析35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 制造装配环节工艺偏差对配管模态的影响研究37-47
• 4.1 配重偏差对配管系统模态分布影响分析37-40
• 4.1.1 配重位置偏差对配管系统模态分布影响分析37-39
• 4.1.2 配重偏心放心误差对配管系统模态分布影响分析39-40
• 4.2 管路变形对配管系统模态分布影响分析40-43
• 4.3 消音棉对配管系统模态分布影响分析43-44
• 4.4 管路插入深度对配管系统模态分布影响分析44-45
• 4.5 本章小结45-47
• 第五章 复杂工况下配管结构疲劳可靠性评价47-53
• 5.1 复杂工况下配管许用应力指数47-49
• 5.2 常用疲劳寿命分析方法49-50
• 5.3 复杂工况下配管疲劳寿命计算50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 总结53
• 6.2 展望53-55
• 参考文献55-57
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况57

【参考文献】

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本文编号：634465