W型空压机的运动仿真与模态分析

发布时间：2017-10-16 04:10

  本文关键词：W型空压机的运动仿真与模态分析

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【摘要】：空压机作为一种通用机械设备,广泛的应用于国民经济的各个部门。而全无油型空压机可以在不添加注润滑油的情况稳定运转,产生出不含油分的纯净压缩空气,更加适用于食品、医药、军工等行业,是进口压缩机和传统含油压缩机的理想升级替代产品。本文选取了较为典型的WWD0.8/10型空气压缩机进行运动机构的运动学和动力学仿真,并对主要构件进行静力和模态分析,以便为空压机的优化设计提供数据参照。首先对该型号空气压缩机的运动机构进行了动力特性分析,明确了机构间各部件的受力关系情况,为仿真模拟初步确定了参数。用三维建模软件Pro/E将运动机构各零件按照设计尺寸进行建模,利用机构分析功能将各部件以接头方式进行虚拟装配。对其进行运动学和动力学仿真,揭示出空压机运动机构仅在伺服电动机的作用下的虚拟运动情况。通过运动仿真,测量出空压机运动机构部分关于位置、速度、加速度等运动学参数和受力等动力学参数,测量分析的物理量数值为分析空压机静态分析与动态分析提供了必要数据。对空压机运动机构的关键部件进行了静态分析确定其变形情况,并利用ANSYS Workbench进行模态分析,计算出运动机构关键部件的固有频率和相应主振型,描述出气振动形态。获得的固有频率和主振型也为分析空压机的动态分析提供了必要数据。具有较强的工程实际意义。
【关键词】：全无油空压机 三维建模 运动仿真 模态分析 有限元分析
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 绪论9-16
• 1.1 压缩机概述9-11
• 1.1.1 压缩机的介绍9
• 1.1.2 压缩机的基本型式9-10
• 1.1.3 压缩机的应用10-11
• 1.2 活塞式压缩机简介11-13
• 1.2.1 活塞式压缩机的基本构成和工作原理11-12
• 1.2.2 常用活塞式压缩机结构及特点12-13
• 1.2.3 活塞式压缩机主要部件13
• 1.3 WWD-0.8/10型压缩机主机介绍13-15
• 1.4 本论文研究内容及方法介绍15-16
• 1.4.1 课题研究内容15
• 1.4.2 课题研究所选用的方法15-16
• 2.课题研究所需的软件简介16-27
• 2.1 机构运动学与动力学仿真机分析16-21
• 2.1.1 概述16
• 2.1.2 PRO/E MECHANISM的基本术语及工作流程16-18
• 2.1.3 机构仿真分析模型的建立18-20
• 2.1.4 设置机构仿真运动环境20-21
• 2.1.5 机构运动学和动力学仿真21
• 2.2 结构及有限元分析软件21-26
• 2.2.1 PRO/E STRUCTURE有限元分析模块22-24
• 2.2.2 有限元分析软件ANSYS概述24
• 2.2.3 有限单元分析方法的简介24-26
• 2.3 本章小结26-27
• 3.活塞式压缩机中的动力特性分析27-42
• 3.1 压缩机中的作用力27-34
• 3.1.1 惯性力27-33
• 3.1.2 气体力33-34
• 3.1.3 摩擦力34
• 3.2 压缩机中作用力的分析34-37
• 3.2.1 活塞式压缩机中作用力的分析34-36
• 3.2.2 各作用力对压缩机的作用36-37
• 3.3 压缩机惯性力平衡37-41
• 3.3.1 离心力的平衡37
• 3.3.2 关于往复质量惯性力的分析37-38
• 3.3.3 W型压缩机惯性力的平衡分析38-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4. WWD-0.8/10型活塞式压缩机运动机构动力及运动学仿真42-61
• 4.1 WWD-0.8/10 型活塞式压缩机运动机构三维建模42-44
• 4.2 WWD-0.8/10 型活塞式压缩机运动机构分析模型的创建44-46
• 4.3 WWD-0.8/10 型活塞式压缩机运动机构运动环境设置46-54
• 4.3.1 WWD-0.8/10 型活塞式压缩机运动机构分析46-48
• 4.3.2 WWD-0.8/10 型活塞式压缩机运动机构动力学分析48-49
• 4.3.3 对压缩机进行运动机构的运动学仿真并对其结果进行分析49-54
• 4.4 压缩机运动机构的运动和动力学仿真及分析54-59
• 4.4.1 运动机构运动学仿真结果及分析54-56
• 4.4.2 运动机构动力学仿真结果及分析56-59
• 4.5 本章小结59-61
• 5.WWD-0.8、10 型空气压缩机运动机构的结构及有限元分析61-68
• 5.1 运动机构曲轴及连杆的静态分析61-67
• 5.1.1 运动机构曲轴的静力分析和模态分析61-64
• 5.1.2 运动机构连杆的静力分析和模态分析64-67
• 5.2 本章小结67-68
• 6. 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况73-74

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本文编号：1040520