本文關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機主傳動系統(tǒng)動力學(xué)與流體力學(xué)耦合研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：活塞式壓縮機主傳動系統(tǒng)是壓縮機的核心部件,其動力學(xué)、流體力學(xué)及傳熱學(xué)性能不僅直接影響到壓縮機工作的可靠性和穩(wěn)定性,還制約了傳動系統(tǒng)效率和壓縮機正常工作壽命。因而,動力學(xué)、流體力學(xué)及傳熱學(xué)性能分析歷來是壓縮機主傳動系統(tǒng)設(shè)計理論基礎(chǔ)的重要組成部分。然而,長期以來,有關(guān)主傳動系統(tǒng)動力學(xué)、流體力學(xué)以及傳熱學(xué)行為的研究都集中在各單一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)進行。因此,針對主傳動系統(tǒng)各種行為的跨學(xué)科耦合研究、提高系統(tǒng)理論分析的準(zhǔn)確性,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。首先,本文以質(zhì)量守恒和能量守恒定理為理論依據(jù),在一定的假設(shè)條件下,建立往復(fù)式壓縮機工作過程數(shù)學(xué)模型,編程求解并給出熱力過程示功圖。重點分析研究了氣閥動力特征參數(shù)(如閥片剛度,質(zhì)量等)對于氣體壓力變化以及示功圖的影響。其次,在詳細(xì)地分析了系統(tǒng)所受外力的前提下,以虛擬樣機技術(shù)為基礎(chǔ),建立曲軸-滾動軸承系統(tǒng)仿真模型,并通過ADAMS和MATLAB聯(lián)合仿真,實現(xiàn)主傳動系統(tǒng)動力學(xué)行為的仿真分析。在建立考慮皮帶彈性模型時,為了解決建立ADAMS動力學(xué)仿真模型所帶來的困難,提出了以帶的剛度為基礎(chǔ)的等效模型。仿真結(jié)果表明：(1)考慮曲軸彈性變形時,系統(tǒng)主軸承徑向位移及反力將會重新分布,且分布規(guī)律受到軸承支承剛度系數(shù)及壓軸力的影響；(2)皮帶彈性因素對于軸承反力水平分量的影響遠(yuǎn)大于豎直分量,且皮帶彈性對主軸三處軸截面軸心水平振幅影響各有不同,其中對壓軸力處軸頸軸心水平振幅影響最大,靠近帶輪一側(cè)主軸承處次之,另一側(cè)主軸承處最小。第三,以某W型活塞式空壓機為試驗對象,在自行設(shè)計的測試平臺上進行了主傳動系統(tǒng)的動力學(xué)實驗。依據(jù)試驗數(shù)據(jù)研究了主傳動系統(tǒng)動力學(xué)特性,分析了系統(tǒng)工作時主軸軸心軌跡、軸承反力以及熱力過程p-V示功圖。實驗與仿真結(jié)果對比分析知：影響主軸承軸心軌跡及軸承反力的因素包括軸承支承剛度系數(shù),皮帶彈性作用以及活塞力即氣體力。第四,從系統(tǒng)的觀點出發(fā),給出了研究探索主傳動系統(tǒng)動力學(xué)、流體力學(xué)與傳熱學(xué)三者間內(nèi)在耦合相互作用機制的完整方案。其中,對主傳動系統(tǒng)多學(xué)科行為耦合關(guān)系和解耦方法提出了指示性的建議,為順利解決跨學(xué)科耦合分析問題奠定了基礎(chǔ)。最后,總結(jié)全文所作的主要工作,對未來進一步研究提出了展望性的意見。
【關(guān)鍵詞】：主傳動系統(tǒng) 熱力過程 動力學(xué)仿真 軸心軌跡 耦合分析
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH457
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• 英文摘要7-15
• 主要符號表15-16
• 第1章 緒論16-23
• 1.1 研究背景及研究意義16-17
• 1.1.1 研究背景16-17
• 1.1.2 本課題的研究意義17
• 1.2 研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 壓縮機工作過程研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 動力學(xué)模型研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3 課題的研究方法21
• 1.4 本課題的來源和研究內(nèi)容21-23
• 1.4.1 課題來源21
• 1.4.2 課題研究內(nèi)容21-23
• 第2章 活塞式壓縮機氣缸熱力過程模擬23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 壓縮機理想氣體絕熱過程23-25
• 2.2.1 理想模型23-24
• 2.2.2 理想模型示功圖24-25
• 2.3 壓縮機實際熱力過程25-31
• 2.3.1 熱力學(xué)理論基礎(chǔ)25-27
• 2.3.2 實際熱力過程數(shù)學(xué)模型27-29
• 2.3.3 示功圖29-31
• 2.4 閥片位移與氣體壓力的影響因素31-34
• 2.4.1 閥片質(zhì)量31-32
• 2.4.2 彈簧剛度系數(shù)32
• 2.4.3 彈簧預(yù)壓縮量32-33
• 2.4.4 彈簧數(shù)量33
• 2.4.5 曲軸轉(zhuǎn)速33-34
• 2.4.6 閥片升程34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 活塞式壓縮機主傳動系統(tǒng)動力學(xué)仿真35-55
• 3.1 引言35
• 3.2 動力學(xué)仿真基礎(chǔ)35-39
• 3.2.1 系統(tǒng)受力分析35-39
• 3.2.2 仿真分析方法39
• 3.3 動力學(xué)建模39-44
• 3.3.1 建立實體模型40-42
• 3.3.2 建立ADAMS仿真模型42-44
• 3.4 仿真結(jié)果分析44-54
• 3.4.1 剛性曲軸44-46
• 3.4.2 彈性曲軸46-49
• 3.4.3 考慮皮帶彈性的主傳動系統(tǒng)49-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 壓縮機主傳動系統(tǒng)實驗研究55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 實驗平臺搭建55-59
• 4.2.1 實驗裝置工作原理55-57
• 4.2.2 相關(guān)硬件說明57-59
• 4.3 實驗驗證59-68
• 4.3.1 實驗方案59-61
• 4.3.2 實驗步驟61-62
• 4.3.3 實驗結(jié)果與分析62-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第5章 耦合研究理論框架69-75
• 5.1 引言69
• 5.2 耦合研究的意義、必要性69
• 5.3 耦合研究方案69-73
• 5.3.1 研究目標(biāo)69-70
• 5.3.2 總體思路70
• 5.3.3 研究內(nèi)容70-72
• 5.3.4 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題72
• 5.3.5 擬采取的研究方案72-73
• 5.4 耦合研究預(yù)測73-74
• 5.4.1 研究計劃及預(yù)期進展73-74
• 5.4.2 預(yù)期研究成果74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 第6章 全文總結(jié)75-78
• 6.1 本文所作的主要工作75-77
• 6.2 本文主要創(chuàng)新點77
• 6.3 對今后研究的展望77-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-82
• 致謝82

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機主傳動系統(tǒng)動力學(xué)與流體力學(xué)耦合研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：282632