基于小型輕量化的考慮,現(xiàn)行渦旋壓縮機(jī)的渦旋圈數(shù)較少導(dǎo)致內(nèi)壓力比較小,在夏季運(yùn)行過(guò)程中,容易產(chǎn)生排氣欠壓縮的現(xiàn)象,導(dǎo)致壓縮機(jī)的等熵效率下降。變齒高渦旋壓縮機(jī)通過(guò)改變渦旋盤的齒高尺寸,提高壓縮機(jī)的內(nèi)容積比以達(dá)到提高內(nèi)壓力比的目的。為了提高變齒高渦旋壓縮機(jī)的運(yùn)行壽命,本文利用有限元方法對(duì)渦旋盤進(jìn)行了溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)耦合作用下的熱應(yīng)力分析和疲勞壽命分析,并根據(jù)等效應(yīng)力分布情況進(jìn)行了渦旋齒高參數(shù)的優(yōu)化。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析變齒高渦旋壓縮機(jī)的幾何理論,通過(guò)計(jì)算得出各壓縮腔容積以及氣體壓力,為后續(xù)進(jìn)行熱應(yīng)力分析提供理論依據(jù);(2)建立動(dòng)渦旋盤的實(shí)體模型,導(dǎo)入到有限元軟件中建立有限元模型,進(jìn)行了溫度載荷與氣體壓力載荷耦合作用下的應(yīng)力變形分析。仿真結(jié)果表明,渦旋齒的根部產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象并且應(yīng)力數(shù)值較大,最大等效應(yīng)力發(fā)生在齒根臺(tái)階附近,最大變形則發(fā)生在齒頭頂部;(3)根據(jù)熱應(yīng)力分析結(jié)果進(jìn)行了渦旋齒高參數(shù)的優(yōu)化,優(yōu)化后的動(dòng)渦旋盤最大等效應(yīng)力降低了8.52%。采用名義應(yīng)力法,根據(jù)渦旋盤材料的S-N曲線,國(guó)標(biāo)試驗(yàn)工況下的載荷譜,對(duì)優(yōu)化后的動(dòng)渦旋盤進(jìn)行了疲勞壽命分析。分析表明,動(dòng)渦旋盤的最小壽命位置就是最...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 渦旋壓縮機(jī)的發(fā)展歷程
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 渦旋齒型線研究
        1.3.2 工作過(guò)程特性研究
        1.3.3 渦旋齒應(yīng)力變形研究
    1.4 渦旋壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 變齒高渦旋壓縮機(jī)的幾何理論
    2.1 變齒高渦旋壓縮機(jī)渦旋盤的結(jié)構(gòu)
    2.2 渦旋型線的嚙合原理
    2.3 渦旋齒的幾何理論
        2.3.1 圓漸開(kāi)線的型線方程
        2.3.2 圓漸開(kāi)線的幾何理論
        2.3.3 渦旋齒幾何參數(shù)
        2.3.4 壓縮腔劃分與容積計(jì)算
        2.3.5 吸氣角與排氣開(kāi)始角
        2.3.6 壓縮腔內(nèi)氣體壓力
    2.4 動(dòng)渦旋盤受力分析
        2.4.1 切向氣體作用力
        2.4.2 徑向氣體作用力
        2.4.3 軸向氣體作用力
    2.5 本章小結(jié)
第三章 動(dòng)渦旋盤熱應(yīng)力分析
    3.1 有限元分析
        3.1.1 有限元基礎(chǔ)
        3.1.2 渦旋盤有限元分析
    3.2 有限元軟件
    3.3 前處理
        3.3.1 模型的建立
        3.3.2 材料選取
        3.3.3 網(wǎng)格劃分
        3.3.4 加載載荷
        3.3.5 位移約束條件
    3.4 后處理及結(jié)果分析
        3.4.1 溫度載荷引起的應(yīng)力與變形
        3.4.2 氣體壓力載荷引起的應(yīng)力與變形
        3.4.3 耦合作用下的應(yīng)力與變形
        3.4.4 結(jié)果分析
        3.4.5 可靠性分析
    3.5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.6 本章小結(jié)
第四章 動(dòng)渦旋盤疲勞壽命分析
    4.1 疲勞理論
        4.1.1 疲勞破壞
        4.1.2 疲勞強(qiáng)度與疲勞壽命
        4.1.3 疲勞載荷
        4.1.4 S-N曲線
        4.1.5 影響疲勞強(qiáng)度的因素
    4.2 疲勞設(shè)計(jì)方法
        4.2.1 名義應(yīng)力法
        4.2.2 損傷容限設(shè)計(jì)法
        4.2.3 耐久性設(shè)計(jì)法
        4.2.4 概率疲勞設(shè)計(jì)法
    4.3 疲勞壽命計(jì)算
        4.3.1 有限元疲勞分析軟件
        4.3.2 疲勞算法簡(jiǎn)介
        4.3.3 疲勞壽命計(jì)算結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 變齒高渦旋壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 樣機(jī)研制
        5.1.1 熱應(yīng)力分析結(jié)果驗(yàn)證
        5.1.2 樣機(jī)結(jié)構(gòu)
    5.2 實(shí)驗(yàn)方案
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)器材
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.1 制冷性能實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 耐久性實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況



本文編號(hào)：3988151