6HS-F对动平衡高转速曲轴扭振分析与优化设计研究

发布时间：2017-05-12 14:20

  本文关键词：6HS-F对动平衡高转速曲轴扭振分析与优化设计研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压缩机制造业日益发展的新技术在逐渐满足了低能耗、低排放、低噪声目标的同时,也对压缩机结构可靠性设计和振动控制提出了更高的要求。曲轴是往复式压缩机的核心部件之一,是压缩机运行的主要动力机构。曲轴在高速运转的过程中存在复杂的交变载荷作用,曲轴的静动特性对压缩机性能有非常重要的影响,因此曲轴强度分析和振动分析是曲轴设计的必要工作。本文以6HS-F对动平衡高转速曲轴为研究对象,进行如下内容研究:1压缩机的热力学原理和曲轴受力分析;2应用PRO/E软件建立6HS-F对动平衡高转速曲轴、盘车装置以及电机转子轴,组成压缩机曲轴轴系三维有限元实体模型,并利用ANSYS WORKBENCH有限元软件对曲轴轴系进行静力学分析。计算曲轴轴系强度,得到曲轴轴系的危险部位的安全系数;3曲轴轴系进行模态分析和谐响应分析。模态分析可以得到曲轴轴系的前十阶固有频率和模态振型,初步判断能引起曲轴振动的固有频率阶次和振动形式;谐响应分析可以获得曲轴轴系在简谐载荷作用下轴系各考察点应力、振幅对简谐载荷频率变化的曲线。根据振幅曲线和应力曲线判定轴系的共振频率并根据应力曲线计算曲轴共振状态下的强度;4优化压缩机行程和曲轴长度等曲轴结构参数,建立曲轴优化三维模型。对优化曲轴模型进行静力学和动力学分析,并与原曲轴轴系分析结果进行对比分析。根据对比结果判断优化轴系对压缩机转速影响。通过以上分析研究,本文得到一些有用的数据和结论,为曲轴结构优化提供理论指导、为高速级压缩机的研制提供参考。
【关键词】：压缩机 曲轴轴系 扭转振动 结构优化
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题背景及研究意义11-13
• 1.2 往复式压缩机国内研究及发展现状13-17
• 1.2.1 往复式压缩机发展现状13
• 1.2.2 往复式压缩机轴系扭转振动研究发展13-15
• 1.2.3 往复式压缩机轴系振动分析方法15-17
• 1.3 本文研究内容及方法17-20
• 第2章 往复压缩机工作原理及力学分析20-30
• 2.1 压缩机热力学原理21-23
• 2.2 压缩机中动力学分析23-30
• 2.2.1 压缩机运动部件运动关系23-25
• 2.2.2 压缩机中作用力25-26
• 2.2.3 压缩机中作用力分析26-30
• 第3章 往复式压缩机曲轴轴系静力分析30-44
• 3.1 往复压缩机曲轴轴系模型建立31-37
• 3.1.1 往复压缩机曲轴轴系三维实体模型建立31-34
• 3.1.2 有限元相关软件介绍34-35
• 3.1.3 往复压缩机曲轴轴系网格划分35-37
• 3.2 静力计算结果分析37-43
• 3.2.1 边界条件确定37-39
• 3.2.2 计算结果分析39-42
• 3.2.3 压缩机曲轴轴系强度校核42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第4章 轴系动力学分析44-65
• 4.1 模态分析44-50
• 4.1.1 模态分析基础45-46
• 4.1.2 边界条件46
• 4.1.3 模态分析结果46-50
• 4.2 谐响应分析50-64
• 4.2.1 谐响应分析原理及应用51-53
• 4.2.2 谐响应边界条件53-55
• 4.2.3 谐响应结果分析55-64
• 4.3 本章小结64-65
• 第5章 曲轴轴系结构优化分析65-76
• 5.1 优化结构模型的建立65-66
• 5.2 优化结构静力学分析对比66-68
• 5.3 优化结构动力学分析对比68-75
• 5.3.1 优化结构轴系模态分析对比68-70
• 5.3.2 优化结构轴系谐响应分析对比70-75
• 5.4 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果81-82
• 致谢82-83

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1 陈涛;6HS-F对动平衡高转速曲轴扭振分析与优化设计研究[D];沈阳理工大学;2016年

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本文编号：360033