大型壓縮機動力學分析與噪聲預測.pdf

1、本文在壓縮機設計領域首次對大型壓縮機進行動力學分析與噪聲預測，重點圍繞壓縮機的動力學特性、結構動態(tài)特性和結構聲輻射特性等方面的問題進行了系統(tǒng)深入的研究，旨在建立一套往復壓縮機動力學分析與噪聲預測的理論模型和分析方法，為壓縮機的低噪聲設計提供理論依據。 首先以有限元動態(tài)特性分析為基本手段，對K5206NM 型壓縮機的主要承載部件曲軸和機體進行了有限元模態(tài)分析，獲得了該機曲軸和機體的固有頻率和振型等模態(tài)特性參數(shù)，為曲軸運動件動力學分

2、析和機體的強迫振動分析奠定了基礎。 在分析K5206NM壓縮機曲軸系統(tǒng)拓撲構型的基礎上，運用多體動力學理論和有限元方法，分別建立了曲軸系統(tǒng)的多剛體模型和考慮曲軸柔性作用的多柔體模型。通過對兩種模型的仿真對比分析，分別獲得活塞、連桿及曲軸運動負荷，可以發(fā)現(xiàn)曲柄連桿機構中剛性部件之間以及連桿和曲柄銷之間的相互作用關系用兩種模型都可以得出比較準確的分析結果；而曲軸和機體的主軸承之間的相互作用關系只有柔體動力學模型能給出合理且相對準確的

3、分析計算結果。另外，柔體動力學模型可以計算出曲軸在壓縮機整個工作循環(huán)內的力邊界條件和位移邊界條件，結合有限元方法，曲軸的強迫振動行為可以得到分析。 通過壓縮機曲軸運動件系統(tǒng)多體動力學分析，計算了機體承受的氣缸氣體壓力、活塞導向軸承載荷和主軸承載荷等，詳細分析了機體在上述多種載荷下的動力學響應問題，并對其中的力、位移邊界條件和結構阻尼等影響因素進行了分析探討。通過機體動態(tài)響應分析，不僅可以掌握機體的位移與應力分布情況，而且還獲得了

4、機體各個節(jié)點在運行過程中的位移、速度、加速度時間歷程，為曲軸與機體的結構設計提供理論依據。同時，通過動態(tài)響應分析所得的機體表面振動位移速度與部分測點實測數(shù)據吻合較好。 以壓縮機機體表面振動速度的均方值為因子，依據聲學原理計算了機體的表面輻射聲功率，與實測結果相符?；诮Y構聲輻射理論，建立了機體聲邊界元模型，將有限元法和邊界元法有機地結合起來，充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢，對機體輻射聲場進行模擬計算分析，獲得機體場點聲壓、聲強、輻射聲功率