本文關鍵詞：渦旋壓縮機簧片閥的有限元分析和實驗研究

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【摘要】：簧片閥安裝在渦旋壓縮機的排氣口,是壓縮機的關鍵部件,直接影響到壓縮機的性能和使用壽命。渦旋壓縮機的電機轉速高達每分鐘7200轉,閥片的開啟頻率為120赫茲,在這種高頻作用下,閥片會因疲勞斷裂而發(fā)生失效。研究閥片的彎曲應力,提高閥片的疲勞強度,對延長壓縮機使用壽命有著重要的意義。因此本文以空調壓縮機簧片閥為研究對象,利用ANSYS軟件進行有限元分析,提出設計優(yōu)化方案,并通過實驗驗證設計的可靠性。論文的主要研究內容如下：(1) 分析了簧片閥的結構特點和基本設計要求,比較了不同閥座設計的優(yōu)缺點。以材料力學理論為基礎,推導了閥片在打開和關閉時的應力計算公式,得到影響閥片靜態(tài)彎曲應力的主要設計參數,為簧片閥的結構優(yōu)化提供理論依據。(2) 利用ANSYS軟件對簧片閥進行靜力分析,得到了閥片打開和關閉時的應力分布和變形云圖,其中應力集中位置和實際閥片疲勞斷裂位置吻合,驗證了有限元分析結果的可靠性。(3) 通過對不同尺寸設計的閥片進行靜力分析,得到了不同設計參數對閥片應力和變形的影響趨勢,并提出了簧片閥設計的優(yōu)化方案。同時對優(yōu)化后的簧片閥進行靜力分析和模態(tài)分析,從理論上驗證了閥片不存在疲勞失效風險和共振問題,為簧片閥的優(yōu)化設計和閥片的疲勞破壞分析提供理論依據。(4) 通過閥片的應力測量實驗,測得閥片在實際運行過程中根部的最大應力,并將有限元分析結果和實驗結果對比,有很好的一致性,再次驗證ANSYS有限元分析方法在分析閥片應力上的可行性和準確性。最后通過3臺壓縮機的加速壽命實驗,驗證了優(yōu)化后的簧片閥滿足壓縮機10年使用壽命的要求。
【關鍵詞】：渦旋壓縮機 簧片閥 有限元 應力測量 壽命實驗
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB652
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景及意義10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 渦旋壓縮機研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 簧片閥研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要研究內容13-15
• 第二章 渦旋壓縮機和簧片閥的工作原理及結構特點15-22
• 2.1 渦旋壓縮機的工作原理和結構特點15-20
• 2.1.1 渦旋壓縮機的工作原理16-18
• 2.1.2 渦旋壓縮機的結構特點18-20
• 2.2 簧片閥的工作原理和結構特點20-21
• 2.2.1 簧片閥的工作原理20-21
• 2.2.2 簧片閥的結構特點21
• 2.3 本章小結21-22
• 第三章 簧片閥的基本設計要求與運動特性分析22-30
• 3.1 簧片閥的基本設計要求22-23
• 3.1.1 簧片閥的基本設計要求22
• 3.1.2 常見的閥座設計22-23
• 3.2 簧片閥的運動特性分析23-27
• 3.2.1 閥片的工作條件23-24
• 3.2.2 閥片的運動狀態(tài)24-25
• 3.2.3 閥片的靜態(tài)彎曲應力分析25-27
• 3.3 常見的閥片疲勞斷裂現(xiàn)象27-29
• 3.4 本章小結29-30
• 第四章 基于ANSYS的閥片靜力分析和模態(tài)分析30-44
• 4.1 閥片的靜力分析30-34
• 4.1.1 有限元模型的建立30-31
• 4.1.2 有限元結果分析31-34
• 4.2 關鍵尺寸對閥片應力和變形的影響34-39
• 4.2.1 閥片厚度對閥片應力和變形的影響34-35
• 4.2.2 排氣孔直徑對閥片應力和變形的影響35-36
• 4.2.3 閥座曲率半徑對閥片應力和變形的影響36-37
• 4.2.4 排氣孔形狀對閥片應力和變形的影響37-39
• 4.3 簧片閥的設計優(yōu)化和有限元分析39-43
• 4.3.1 簧片閥的設計優(yōu)化方案39-40
• 4.3.2 閥片優(yōu)化后的靜力分析40-41
• 4.3.3 閥片優(yōu)化后的模態(tài)分析41-43
• 4.4 本章小結43-44
• 第五章 簧片閥應力測量實驗和加速壽命實驗研究44-55
• 5.1 應力測量實驗44-51
• 5.1.1 實驗目的和內容44
• 5.1.2 實驗參數44
• 5.1.3 實驗原理44-46
• 5.1.4 實驗步驟46-49
• 5.1.5 實驗結果分析49-51
• 5.2 壓縮機的加速壽命實驗51-54
• 5.2.1 實驗目的和內容51
• 5.2.2 實驗參數51-52
• 5.2.3 實驗原理52
• 5.2.4 實驗步驟52
• 5.2.5 實驗結果分析52-54
• 5.3 本章小結54-55
• 第六章 總結與展望55-57
• 6.1 總結55-56
• 6.2 展望56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀學位期間公開發(fā)表的論文60-61
• 致謝61

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