冰箱压缩机隔振系统动态分析与优化

发布时间：2020-09-08 16:55

　　全封闭往复式压缩机是冰箱的核心部件,也是冰箱减振降噪设计的重点研究对象。本文针对冰箱压缩机隔振设计与结构优化的工程研究问题,通过理论建模计算和振动模态试验对冰箱压缩机隔振系统进行动态特性分析,并对系统力传递率进行参数优化,为压缩机的减振降噪设计提供参考依据。首先,根据冰箱压缩机的结构特点和工作原理,将压缩机简化为三自由度双层隔振系统动力学模型,利用拉格朗日方程建立振动微分方程。利用数学软件MATLAB计算得到压缩机隔振系统的三阶固有频率分别为3.4236Hz、14.7469Hz和63.5231Hz。进一步推导出压缩机系统的力传递率表达式,并绘制出力传递率曲线图,分析各参数变化对力传递率的影响。其次,为提高优化设计的有效性以及避免优化的盲目性,对力传递率公式中的参数进行灵敏度分析。选取敏感参数:支撑间距、偏心距、阻尼和壳体质量作为优化变量,以工作频率处力传递率最小为优化目标函数,建立优化数学模型,运用MATLAB优化工具箱中的遗传算法进行优化计算。力传递率曲线的三阶峰值分别下降0.7dB、0.5dB、1.1dB,为冰箱压缩机的优化设计提供参考。再次,利用有限元软件ANSYS Workbench对冰箱压缩机整机及泵体进行动态特性分析,前三阶固有频率较低,振型表现为整体的振动形态;后三阶振型表现为内排气管的振动形态。前四阶固有频率都在激振频率50Hz范围内,要尤为注意共振的发生;而在五阶以后固有频率较高。最后,利用LMS Test.Lab振动与测试系统,对压缩机进行锤击法试验测试。与有限元分析固有频率进行对比,最小误差为第一阶的1.18%,最大误差为第五阶的5.65%;对应理论计算的三阶固有频率分别为3.502Hz、14.263Hz和61.354Hz,误差分别为2.24%、3.39%、3.54%,均在允许范围内,说明有限元仿真的准确性和力学模型建立的可靠性。
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM925.21

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