本文關鍵詞：往復壓縮機氣閥瞬態(tài)特性及故障模擬研究

  更多相關文章： 氣閥瞬態(tài)特性 多工況運行分析 裂紋故障模擬 CFD數(shù)值模擬 有限元計算

【摘要】：本文對不同工況下往復壓縮機的工作過程、吸氣閥的瞬態(tài)特性以及吸氣閥閥片裂紋故障進行了研究。首先通過對閥片進行受力分析,根據(jù)運動學定律編寫閥片運動控制程序,然后利用CFD數(shù)值模擬方法對往復壓縮機不同工況的工作過程進行模擬,獲取缸內動態(tài)壓力變化規(guī)律,并通過缸內壓力測量實驗對模擬結果進行驗證。同時,通過模擬得出不同工況下閥片的運動規(guī)律曲線、閥片與閥座的撞擊速度以及往復壓縮機和氣閥流道內的流體瞬態(tài)特性。之后,通過有限元分析軟件計算得出不同工況下閥片與閥座的撞擊應力,并對不同形式的裂紋閥片的固有頻率和撞擊應力進行分析計算。通過對氣閥瞬態(tài)特性的研究,能夠得到不同工況下閥片運動的位移、速度以及閥片受力。根據(jù)得到的撞擊速度,利用ANSYS/LS-DYNA軟件進行有限元顯式動力學分析計算,得出閥片與閥座撞擊過程的最大應力,綜合氣閥瞬態(tài)特性分析以及裂紋故障模擬研究得到的結果,為無級氣量調節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化以及閥片裂紋故障的在線監(jiān)測與早期預警提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】：氣閥瞬態(tài)特性 多工況運行分析 裂紋故障模擬 CFD數(shù)值模擬 有限元計算
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH45
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 氣閥瞬態(tài)特性研究進展12-15
• 1.2.1 普通工況氣閥瞬態(tài)特性研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 無級氣量調節(jié)工況氣閥瞬態(tài)特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 以氣閥瞬態(tài)特性為基礎的氣閥優(yōu)化研究現(xiàn)狀14
• 1.2.4 氣閥閥片撞擊瞬態(tài)特性研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 氣閥故障模擬及實驗研究15-16
• 1.3.1 氣閥的主要故障形式15
• 1.3.2 氣閥故障研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文研究的主要內容16-17
• 第二章 閥片運動理論研究及UDF控制程序17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 往復壓縮機氣閥結構及工作原理17-20
• 2.2.1 往復壓縮機氣閥結構17-18
• 2.2.2 氣閥的工作原理18-19
• 2.2.3 閥片的受力分析及運動方程19-20
• 2.3 FLUENT軟件UDF控制程序20-23
• 2.3.1 FLUENT軟件的UDF功能簡介20
• 2.3.2 閥片運動控制程序20-21
• 2.3.3 閥片變速直線運動過程21-22
• 2.3.4 閥片撞擊反彈過程22-23
• 2.4 本章小結23-25
• 第三章 多工況氣閥瞬態(tài)特性CFD模擬及實驗研究25-57
• 3.1 引言25
• 3.2 FLUENT數(shù)值模擬基本原理25-27
• 3.3 多工況氣閥瞬態(tài)特性數(shù)值模擬及實驗27-35
• 3.3.1 無級氣量調節(jié)原理及方式27-30
• 3.3.2 氣閥及氣缸流道建模及網(wǎng)格劃分30-34
• 3.3.3 多工況往復壓縮機工作過程模擬34
• 3.3.4 往復壓縮機動態(tài)壓力測量試驗34-35
• 3.4 CFD數(shù)值模擬結果與實驗結果分析35-54
• 3.4.1 往復壓縮機缸內動態(tài)壓力對比及流場分析35-42
• 3.4.2 多工況下吸氣閥瞬態(tài)特性數(shù)值模擬結果分析42-48
• 3.4.3 卸荷器頂開裝置勻速撤回結果分析48-50
• 3.4.4 卸荷器頂開裝置及閥片作用力優(yōu)化分析50-54
• 3.5 本章小結54-57
• 第四章 閥片撞擊特性及裂紋故障模擬分析57-69
• 4.1 引言57
• 4.2 不同排氣量工況下閥片與閥座撞擊應力分析57-63
• 4.2.1 LS-DYNA簡介及基本理論57-58
• 4.2.2 閥片與閥座的建模與網(wǎng)格劃分58-60
• 4.2.3 碰撞模擬結果分析60-63
• 4.3 閥片模態(tài)分析及裂紋故障模擬63-67
• 4.3.1 模態(tài)分析理論及應用63-64
• 4.3.2 正常閥片與裂紋閥片計算模態(tài)分析64-65
• 4.3.3 裂紋閥片與閥座撞擊模擬65-67
• 4.4 本章小結67-69
• 第五章 結論與展望69-71
• 5.1 結論69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 研究成果及發(fā)表的學術論文77-79
• 作者和導師簡介79-80
• 附件80-81

【參考文獻】

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本文編號：573865