壓縮機氣缸螺栓擰緊過程有限元仿真

1、壓縮機氣缸螺栓擰緊過程有限元仿真壓縮機氣缸螺栓擰緊過程有限元仿真摘要：通過運用有限元仿真技術對旋轉式壓縮機泵體螺栓裝配變形進行模擬，結合試驗的對比驗證，確立了正確、可靠、有效的有限元仿真分析方法，從結構仿真分析、理論知識、試驗三方面檢討了螺栓裝配對泵體變形的影響，從而展現非線性有限元仿真技術在實際工程問題上的具體應用。關鍵詞：旋轉式壓縮機泵體螺栓裝配非線性有限元1前言旋轉式壓縮機由活塞、氣缸、葉片及其背部的彈簧、偏心曲軸和上、下缸蓋等主

2、要零件組成。氣缸內孔和活塞均呈圓形，氣缸上開有吸、排氣口。排氣口上裝有排氣閥，氣缸內裝有偏心曲軸，其旋轉中心與氣缸內孔的圓心重合，活塞安裝在曲軸偏心部上，使得活塞外表面與氣缸內表面相切，于是氣缸內表面與活塞外表面之間形成一個月牙形空間，它的兩端被上、下缸蓋封著，構成了壓縮機的工作腔。在氣缸的吸、排氣口之間開一個徑向槽，槽內裝有能來回滑動的葉片，葉片背部裝有彈簧，靠彈簧力將葉片緊緊壓在活塞外表面上，將月牙形空間分成兩部分：與吸氣口相通的部

3、分稱為吸氣腔；在排氣口一側的部分稱為壓縮腔。當偏心曲軸由電機驅動繞氣缸中心連續(xù)旋轉時，吸氣腔、壓縮腔的容積周期變化，于是實現了吸氣、壓縮、排氣及余隙膨脹等工作過程?；窘Y構見圖1（a）。問題上的具體應用。2有限元分析2.1有限元模型汽缸的變形不是由螺栓預緊力直接導致的，一部分是通過作用在缸蓋上的壓力傳遞到汽缸上，另一部分是由螺栓預緊力對汽缸螺栓孔內壁直接提拉作用產生的。所以分析的時候不能僅僅取汽缸進行有限元分析，需對裝配件整體進行非線性

4、（接觸）靜力分析。接觸過程的數值模擬是當前有限元方法的研究和發(fā)展中所面臨的重要課題之一，在力學上涉及高度復雜的（材料、幾何、邊界）三重非線性問題。接觸過程有限元數值分析的核心內容由兩部分組成：一是接觸點對的搜尋，二是非線性方程本身的求解。接觸界面條件（不可貫入條件，法向接觸力為壓力的條件和切向摩擦力的條件）都是不等式約束，也稱之為單邊約束。利用拉格朗日乘子法或罰函數法將約束條件引入泛函的廣義變分原理，以及引入單元交界面上約束條件的修正變

5、分原理。接觸面的范圍和接觸狀態(tài)是事先未知的，此特點決定了接觸問題需要采用試探校核的迭代方法進行求解。時間步的大小是影響穩(wěn)定性、精度和效率的最重要的求解參數。為了提高接觸分析結果的可靠性和有效性，在分析中需注意單元形式的選擇、接觸點對的搜尋、網格劃分、摩擦模型的規(guī)則化等方面的幾個問題。本分析中取汽缸、上下缸蓋、螺栓裝配件整體進行分析。對每個零部件都劃分以六面體為主的網格，單元長度分別為3mm、2mm、2mm、2mm。定義汽缸與上下缸蓋接觸