汽車空調(diào)用變齒高渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)優(yōu)化
發(fā)布時間:2024-06-03 04:06
基于小型輕量化的考慮,現(xiàn)行渦旋壓縮機的渦旋圈數(shù)較少導致內(nèi)壓力比較小,在夏季運行過程中,容易產(chǎn)生排氣欠壓縮的現(xiàn)象,導致壓縮機的等熵效率下降。變齒高渦旋壓縮機通過改變渦旋盤的齒高尺寸,提高壓縮機的內(nèi)容積比以達到提高內(nèi)壓力比的目的。為了提高變齒高渦旋壓縮機的運行壽命,本文利用有限元方法對渦旋盤進行了溫度場和壓力場耦合作用下的熱應力分析和疲勞壽命分析,并根據(jù)等效應力分布情況進行了渦旋齒高參數(shù)的優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下:(1)分析變齒高渦旋壓縮機的幾何理論,通過計算得出各壓縮腔容積以及氣體壓力,為后續(xù)進行熱應力分析提供理論依據(jù);(2)建立動渦旋盤的實體模型,導入到有限元軟件中建立有限元模型,進行了溫度載荷與氣體壓力載荷耦合作用下的應力變形分析。仿真結(jié)果表明,渦旋齒的根部產(chǎn)生了應力集中現(xiàn)象并且應力數(shù)值較大,最大等效應力發(fā)生在齒根臺階附近,最大變形則發(fā)生在齒頭頂部;(3)根據(jù)熱應力分析結(jié)果進行了渦旋齒高參數(shù)的優(yōu)化,優(yōu)化后的動渦旋盤最大等效應力降低了8.52%。采用名義應力法,根據(jù)渦旋盤材料的S-N曲線,國標試驗工況下的載荷譜,對優(yōu)化后的動渦旋盤進行了疲勞壽命分析。分析表明,動渦旋盤的最小壽命位置就是最...
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】: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 渦旋壓縮機的發(fā)展歷程
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 渦旋齒型線研究
1.3.2 工作過程特性研究
1.3.3 渦旋齒應力變形研究
1.4 渦旋壓縮機的發(fā)展趨勢
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 變齒高渦旋壓縮機的幾何理論
2.1 變齒高渦旋壓縮機渦旋盤的結(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 圓漸開線的型線方程
2.3.2 圓漸開線的幾何理論
2.3.3 渦旋齒幾何參數(shù)
2.3.4 壓縮腔劃分與容積計算
2.3.5 吸氣角與排氣開始角
2.3.6 壓縮腔內(nèi)氣體壓力
2.4 動渦旋盤受力分析
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 動渦旋盤熱應力分析
3.1 有限元分析
3.1.1 有限元基礎
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 溫度載荷引起的應力與變形
3.4.2 氣體壓力載荷引起的應力與變形
3.4.3 耦合作用下的應力與變形
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 影響疲勞強度的因素
4.2 疲勞設計方法
4.2.1 名義應力法
4.2.2 損傷容限設計法
4.2.3 耐久性設計法
4.2.4 概率疲勞設計法
4.3 疲勞壽命計算
4.3.1 有限元疲勞分析軟件
4.3.2 疲勞算法簡介
4.3.3 疲勞壽命計算結(jié)果及分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 變齒高渦旋壓縮機實驗研究
5.1 樣機研制
5.1.1 熱應力分析結(jié)果驗證
5.1.2 樣機結(jié)構(gòu)
5.2 實驗方案
5.2.1 實驗器材
5.2.2 實驗方法
5.3 實驗結(jié)果
5.3.1 制冷性能實驗
5.3.2 耐久性實驗
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
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況
本文編號:3988151
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】: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 渦旋壓縮機的發(fā)展歷程
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 渦旋齒型線研究
1.3.2 工作過程特性研究
1.3.3 渦旋齒應力變形研究
1.4 渦旋壓縮機的發(fā)展趨勢
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 變齒高渦旋壓縮機的幾何理論
2.1 變齒高渦旋壓縮機渦旋盤的結(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 圓漸開線的型線方程
2.3.2 圓漸開線的幾何理論
2.3.3 渦旋齒幾何參數(shù)
2.3.4 壓縮腔劃分與容積計算
2.3.5 吸氣角與排氣開始角
2.3.6 壓縮腔內(nèi)氣體壓力
2.4 動渦旋盤受力分析
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 動渦旋盤熱應力分析
3.1 有限元分析
3.1.1 有限元基礎
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 溫度載荷引起的應力與變形
3.4.2 氣體壓力載荷引起的應力與變形
3.4.3 耦合作用下的應力與變形
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 影響疲勞強度的因素
4.2 疲勞設計方法
4.2.1 名義應力法
4.2.2 損傷容限設計法
4.2.3 耐久性設計法
4.2.4 概率疲勞設計法
4.3 疲勞壽命計算
4.3.1 有限元疲勞分析軟件
4.3.2 疲勞算法簡介
4.3.3 疲勞壽命計算結(jié)果及分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 變齒高渦旋壓縮機實驗研究
5.1 樣機研制
5.1.1 熱應力分析結(jié)果驗證
5.1.2 樣機結(jié)構(gòu)
5.2 實驗方案
5.2.1 實驗器材
5.2.2 實驗方法
5.3 實驗結(jié)果
5.3.1 制冷性能實驗
5.3.2 耐久性實驗
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
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況
本文編號:3988151
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