大型往复式压缩机系统数字化设计技术研究

发布时间：2017-05-24 22:08

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【摘要】：往复式压缩机系统的设计方法以及计算流程非常复杂,传统方法主要是在经验简化的基础上依靠手工计算,但是这种方法计算周期长,并且计算精度不高,这也严重影响到了我国压缩机行业的进-步发展。因此,针对该问题本文在传统设计方法基础上提出了更高效精度更高的数字化设计方法。 首先本文在分析传统热力计算方法及流程的基础上,针对热力计算中多级间复算问题,提出了运用粒子群算法的求解方法,将复算中求解非线性问题转化为了最优化问题,克服了传统迭代方法计算所造成的误差。 而对于动力计算部分,传统的计算方法是运用质量转换算法对连杆的质量进行简化来进行动力计算,但这样计算会引起较大误差。本文提出了运用运动学及动力学分析法精确求解往复式压缩机动力机构参数的方法,同时在此基础上利用Visual Basic开发了往复式压缩机数字化设计系统的动力计算模块,在与ADAMS求解结果对比下验证了此方法的可行性以及精确性。 同时,本论文运用有限元仿真分析以及近似模型技术对压缩机曲轴的强度计算方法进行了研究,运用有限元二次开发技术建立了压缩机曲轴有限元参数化建模仿真系统,根据试验分析结果结合响应面技术拟合出了曲轴最大应力的近似数学模型,在保证计算精度的同时大大简化了曲轴强度的计算过程。 本论文的研究成果有助于设计人员快速精确的完成往复式压缩机系统的设计计算,对于提高我国往复式压缩机设计水平具有重大意义。
【关键词】：往复式压缩机 多级间复算 粒子群算法 曲轴强度校核 近似模型
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 引言10-12
• 1.1.1 往复式压缩机系统概述10-11
• 1.1.2 往复式压缩机系统设计11
• 1.1.3 课题背景及意义11-12
• 1.2 往复式压缩机研究现状及研究方法12-21
• 1.2.1 往复式压缩机系统热力学分析研究13-14
• 1.2.2 往复式压缩机系统动力学分析研究14-15
• 1.2.3 往复式压缩机系统曲轴分析研究15-16
• 1.2.4 往复式压缩机系统过程仿真方法研究16-17
• 1.2.5 压缩机系统优化设计研究17-19
• 1.2.6 近似模型技术研究19-21
• 1.2.7 总结21
• 1.3 论文的研究内容以及创新点21-23
• 1.3.1 论文主要内容21-22
• 1.3.2 论文的创新点22-23
• 第2章 往复式压缩机热力计算23-42
• 2.1 往复式压缩机热力计算23-36
• 2.1.1 热力计算总体流程设计23-24
• 2.1.2 流量单位换算、排气量和供气量换算24
• 2.1.3 各级工程压力和温度计算24-26
• 2.1.4 各级排气系数计算26-32
• 2.1.5 活塞杆直径计算32-35
• 2.1.6 多级压缩机级间复算35
• 2.1.7 冷却器计算35-36
• 2.2 基于粒子群算法的多级热力复算优化36-41
• 2.2.1 多级压缩机热力学复算传统计算方法37
• 2.2.2 基于粒子群算法的热力复算问题求解37-39
• 2.2.3 基于粒子群算法的热力复算实例计算分析39-41
• 2.2.4 结论41
• 2.3 本章小结41-42
• 第3章 往复式压缩机动力计算42-58
• 3.1 往复式压缩机系统动力学分析42-47
• 3.1.1 传统往复式压缩机动力计算方法42-44
• 3.1.2 基于动力学解析法的动力学分析44-47
• 3.2 基于动力学解析法的往复式压缩机动力计算47-51
• 3.2.1 动力计算总体流程47-48
• 3.2.2 气体力计算48-50
• 3.2.3 摩擦力计算50
• 3.2.4 综合活塞力计算50-51
• 3.3 往复式压缩机动力计算模块开发51-53
• 3.3.1 动力计算模块总体设计51
• 3.3.2 动力计算模块输入界面设计51-52
• 3.3.3 动力计算模块输出界面设计52-53
• 3.4 动力学解析法的试验验证53-57
• 3.4.1 试验总体设计53-54
• 3.4.2 基于ADAMS往复式压缩机系统动力学仿真分析54-56
• 3.4.3 试验验证结果及分析56-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第4章 往复式压缩机曲轴应力计算方法研究58-83
• 4.1 往复式压缩机曲轴强度的传统计算方法58-62
• 4.1.1 曲轴受力分析58-59
• 4.1.2 曲轴强度校核59-61
• 4.1.3 往复式压缩机曲轴强度分析模块开发61-62
• 4.2 曲轴强度的有限元仿真分析62-67
• 4.2.1 曲轴有限元建模分析63-64
• 4.2.2 曲轴有限元仿真分析64-66
• 4.2.3 曲轴有限元仿真结果分析66-67
• 4.3 曲轴有限元参数化建模仿真系统开发67-73
• 4.3.1 曲轴有限元参数化建模仿真系统研究内容和技术方案分析67-68
• 4.3.2 曲轴有限元模型参数化建模分析68-72
• 4.3.3 曲轴有限元模型参数化仿真分析72-73
• 4.4 曲轴最大应力计算方法研究73-82
• 4.4.1 曲轴最大应力试验方法研究73-76
• 4.4.2 变载荷曲轴最大应力近似模型研究76-78
• 4.4.3 变几何参数曲轴最大应力近似模型研究78-80
• 4.4.4 曲轴最大应力近似模型研究80-82
• 4.5 本章小结82-83
• 第5章 结论与展望83-85
• 5.1 全文总结83-84
• 5.2 展望84-85
• 参考文献85-90
• 致谢90-91
• 硕士在读期间发表的学术论文91

【参考文献】

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本文编号：392107