涡旋式压缩机通用涡旋型线性能控制系数研究

发布时间：2017-03-16 04:04

  本文关键词：涡旋式压缩机通用涡旋型线性能控制系数研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：涡旋式压缩机的动盘静盘内外壁不断循环啮合运动是保证其正常压缩介质的关键,啮合时腔体大小取决于涡旋型线的形状,因此涡旋型线的设计合理与否直接影响和决定了涡旋式压缩机的动盘静盘加工制造、整机性能。本研究以国家自然科学基金项目(项目编号51375515)为依托,为打破只研究一类数学模型对应一类型线的固有思路,克服单一涡旋型线与生俱来的外形固定数学属性的束缚。本文旨在通过对已得出的以切向角参数为变量、结合微分几何理论、依托分解向量模长级数形式的通用涡旋型线共轭啮合向量方程的性能控制系数研究,探索它的弧函数级数表征形式中函数本身的性能控制系数变化规律,最终依据实际需求和加工能力创新出各类拥有较好性能属性的动盘静盘涡旋型线。本文的主要研究内容和成果有如下几部分:①在平面曲线的自然参数和切向角参数向量表征形式基础上分别对涡旋型线的包络等距原理、共轭啮合原理进行详细推论和证明。通过对动盘静盘涡旋型线关于法向、切向分解向量模长函数的级数化拓展以及分析它的两种向量表征的利弊,给出动盘静盘涡旋型线啮合的条件公式,最终采用沿着共轭点的公共切线和公共法线方向的向量之和形式表征动盘静盘涡旋型线,且给出了它的表征方程式及啮合时的几何特性计算公式。②分析了基于通用涡旋型线的动盘静盘生成的原理,归纳与动盘静盘涡旋型线和动盘静盘有关的各种结构参数、性能参数公式,利用MATLAB中的GUI工具包设计开发了通用涡旋型线参数GUI并介绍程序功能和运行界面效果。③对比通用涡旋型线与四大类经典型线后发现其可包含和表示圆及圆弧、基圆渐开型线、变基圆渐开型线以及加速螺旋线间的线性组合。通过分析比较前1项到前5项性能控制系数生成的各种“性能参数”,总结出性能控制系数变化对动盘静盘性能的影响规律。④利用通用涡旋型线参数GUI程序,设置已优选的初始参数,在UG软件中进行涡旋型线建模、动盘静盘建模和静盘模型应力应变比较。分析了动盘静盘铝合金锻造加工时原材料选取和锻造加工毛坯成形方法等关键技术。
【关键词】：涡旋式压缩机 通用涡旋型线 性能控制系数 GUI
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 本文研究的背景及意义10-12
• 1.2 国内国外研究现状分析12-14
• 1.3 本文研究的目的和内容14-15
• 1.3.1 本文研究的目的14-15
• 1.3.2 本文研究的内容15
• 1.4 本文创新点和技术路线15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 2 关于切向角、向量和、模长级数的通用涡旋型线原理探究17-37
• 2.1 平面曲线的自然参数、切向角参数向量表征形式17-19
• 2.2 关于展开角、极坐标形式的动盘静盘涡旋型线19-25
• 2.2.1 三种动盘静盘涡旋型线表达形式19-20
• 2.2.2 关于展开角的展成法、等距法内在关联20-21
• 2.2.3 曲轴偏心距R变化特性21-23
• 2.2.4 MATLAB算例23-25
• 2.3 关于切向角、共轭点分解向量和的动盘静盘涡旋型线25-30
• 2.3.1 动盘静盘涡旋型线相互啮合的数学模型26-27
• 2.3.2 法向、切向分解向量模长与曲率半径的关系27-30
• 2.4 关于切向角、向量和、模长级数表征的通用涡旋型线及几何特性30-35
• 2.4.1 法向、切向分解向量模长函数级数化表达的拓展30-31
• 2.4.2 通用涡旋型线的两种向量表征比较31
• 2.4.3 动盘静盘涡旋型线的曲率、渐曲线31-33
• 2.4.4 动盘静盘涡旋型线啮合时的几何性能特征33-35
• 2.5 性能控制系数ek和涡旋型线啮合的向量几何解释35-36
• 2.5.1 性能控制系数ek的定义35-36
• 2.5.2 通用涡旋型线的两种向量表征比较36
• 2.6 本章小结36-37
• 3 通用涡旋型线参数GUI设计37-46
• 3.1 通用涡旋型线基础上的动盘静盘生成原理37-39
• 3.2 通用涡旋型线初始参数和动盘静盘结构、性能参数分析39-41
• 3.3 通用涡旋型线的参数化GUI设计41-43
• 3.3.1 程序功能分行和运行环境41
• 3.3.2 程序代码设计41-43
• 3.4 运行界面及功能的展示43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 性能控制系数规律特征探究46-60
• 4.1 四大类经典涡旋型线的表征46-47
• 4.2 通用、经典涡旋型线对比及“通用性”利弊分析47-48
• 4.3 性能控制系数规律探究48-56
• 4.3.1 性能控制系数变化对动盘静盘结构的影响规律48-52
• 4.3.2 性能控制系数e0、e1变化对动盘静盘结构、性能影响的规律52-53
• 4.3.3 性能控制系数e0、e1、e2变化对动盘静盘结构、性能影响的规律53-54
• 4.3.4 性能控制系数e0、e1、e2、e3变化对动盘静盘结构、性能影响的规律54-56
• 4.4 动盘静盘结构一定时的通用涡旋型线优选56-58
• 4.5 本章小结58-60
• 5 涡旋盘建模仿真与铝合金锻造加工60-68
• 5.1 涡旋型线和涡旋盘建模60
• 5.2 静涡旋盘应力应变对比60-62
• 5.3 涡旋盘铝合金锻造加工62-67
• 5.3.1 动盘静盘铝合金锻造加工工艺流程和相关指标63
• 5.3.2 动盘静盘铝合金锻造加工工艺中的技术难点63-65
• 5.3.3 动盘静盘铝合金锻造加工毛坯成形方式65-66
• 5.3.4 动盘静盘铝合金锻造加工实体66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 6 结论与展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-76
• 附录76

【参考文献】

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本文编号：251311