表面粗糙度对无油润滑涡旋压缩机微间隙泄漏的影响

为了研究表面粗糙度对无油润滑涡旋压缩机微间隙泄漏的影响,采用均匀的锯齿状粗糙元建立了微间隙的二维模型.在微尺度、低压差泄漏模型的基础上,借助计算机数值模拟技术,研究了微间隙表面粗糙元的高度、分布密度和布置方式对充分发展的泄漏流动的影响.结果表明,气体在通道边界附近存在明显的回流和分离现象,而且粗糙元对泄漏流动的影响效果取决于其高度、分布密度及布置方式.在微间隙大小及进口压力相同的条件下,较大的粗糙元高度和分布密度可以有效增大泄漏气体的流动阻力,降低泄漏流速,从而减小泄漏量.     

晶粒取向对微细加工磨削力作用机理及试验研究

微磨削加工中切削深度尺度一般小于被加工材料晶粒大小平均尺度,磨削刃作用在晶粒内部,工件材料表现为各向异性,因此,材料晶粒取向对磨削力作用较传统磨削更加显著,微磨削力的产生机理也会发生变化.为了探究晶粒取向对微细加工磨削力的作用机理,提出泰勒因子模型,量化晶粒取向对流动应力的影响,完善材料的流动应力本构模型.通过研究剪切面晶粒取向与滑移面之间的夹角以及剪切方向与滑移方向之间的夹角关系,确定激活滑移系的数量及类别,从而得到泰勒因子值.基于考虑泰勒因子模型的流动应力本构模型及平行剪切带理论,分析晶粒取向对切屑成形力作用机理并构建解析模型.通过磨棒形貌试验测量数据提取及拟合,提出新的磨棒静态磨粒密度的计算方法,进而构建动态磨粒密度模型.基于单颗磨粒磨削力模型以及磨棒动态磨粒密度模型,构建微细加工磨削力的预测模型.本模型综合考虑微磨削过程中力-热耦合效果、材料微观结构、磨棒形貌以及微磨削加工工艺,并通过微磨削试验对磨削力模型进行了验证.     

涡旋压缩机驱动轴承的力学特性研究

分析了径向载荷、倾覆力矩及轴承径向间隙等参数对滚针轴承力学特性的影响.首先,利用Hertz理论及力法解静不定问题,推导出滚针轴承径向载荷与变形的计算关联式;然后,依据力矩平衡原理,得出轴承外圈倾斜对轴承有效长度上载荷分布的影响;最后,以某一双涡圈涡旋压缩机用滚针轴承为研究对象,研究其径向变形量及载荷分布规律.结果表明,虽然滚针的径向承载与径向总变形之间的关系为非线性关系,但在涡旋压缩机应用中滚针最大径向变形量与轴承总径向力近似成正比,且随曲轴转角同规律周期性变化,相对径向载荷、倾覆力矩对滚针轴承的失效起绝对作用.研究结果对涡旋压缩机的结构设计、驱动轴承的选用及周期性检修、压缩机轴-轴承的动力学行为及动力学与摩擦学的耦合问题研究提供一定的理论依据.     

多场耦合作用下动涡旋盘的变形和应力研究

利用Pro/E建立了涡旋压缩机动涡旋盘的三维实体模型,基于有限元法分别对动涡旋盘在气体力、温度场和惯性力作用下的应力和变形分布情况进行分析,并对气体力、温度场、惯性力耦合作用下动涡旋盘的变形和应力进行了数值计算。结果表明温度场引起的轴向变形较大,惯性力使涡旋齿尾部的变形增加,多场耦合作用下最大变形发生在涡旋齿头,最大应力发生在涡旋齿头的底部和驱动轴承座孔内。     

涡旋压缩机摩擦损耗和泄漏损耗研究

分析了具有背压腔结构的基圆渐开线型立式涡旋压缩机涡盘摩擦损耗、动静涡盘问的泄漏损耗与涡盘几何参数的关系，得出总有一组涡盘几何参数在满足压缩机设计要求和加工工艺要求下，能使涡盘上产生的摩擦损耗和泄漏损耗之和最小的结论，提出了基于涡盘上产生的摩擦损耗和泄漏损耗之和最小的涡盘几何参数的设计方法。     

化学酶法合成D-泛解酸内酯的研究进展

泛酸俗称维生素B5,是辅酶A合成的前体,而D-泛解酸内酯是D-泛酸合成的前体.D-泛解酸内酯的化学合成是以甲醛和异丁醛为起始原料,经醛缩合、腈化及内酯化等反应生成DL-泛解酸内酯,再经选择性拆分得到D-泛解酸内酯.化学法与酶法相结合有助于高效、绿色地合成高光学纯度的D-泛解酸内酯.内酯水解酶催化混旋泛解酸内酯的选择性拆分已经成功地实现了工业生产.对羰基还原酶、醇脱氢酶和羟基腈裂合酶等在化学酶法合成D-泛解酸内酯中的最新进展进行了综述.     

涡旋压缩机径向迷宫密封中泄漏气体气动热力行为研究

以涡旋压缩机径向迷宫密封为研究对象,分别用宏观能量法和黏性流动理论计算该密封的泄漏量,通过泄漏量理论值与实测值的对比,以期探寻泄漏气体的气动热力行为。在假设无透气效应和泄漏气体在迷宫槽中作等压恒温恢复的条件下,建立求解泄漏量的数理方程;在考虑透气效应与非等压恒温恢复的条件下,利用热力过程方程与黏性流动理论推导出透气流是否达到声速的判别式及临界气速、临界密度、泄漏量的计算式。将两种算法所得泄漏量与实测泄漏量对比研究发现,直通型迷宫密封中气体泄漏过程是膨胀吸热过程,膨胀过程指数随相邻压缩腔压差的增大而减小;泄漏是由透气流与相邻迷宫槽间的二维泊肃叶流共同作用形成的,透气效应随相邻压缩腔压差的增大而更加明显;用黏性流动理论求解泄漏量具有较高的计算精度。     

涡旋压缩机小曲拐防自转机构动力特性分析

针对无油润滑涡旋压缩机防自转机构的动力特性问题,建立了小曲拐防自转机构的机构模型;基于小曲拐防自转机构的工作原理,从运动学和机构学角度分析小曲拐的受力,建立小曲拐的运动平衡方程;利用三维建模软件和有限元分析软件ANSYS建立了单个小曲拐的三维模型,分析了防自转机构小曲拐数目为3时,小曲拐在不同曲轴转角下的变形和应力状态,并对小曲拐在交变载荷作用下的疲劳强度及3个小曲拐的变形协调关系进行了分析。结果表明,小曲拐的最大变形发生在上下两端,最大应力发生在上下两端和中间退刀槽部分。     

基于材料静动态力学性能分析的SiCp/Al本构模型构建

基于SiCp/Al复合材料的静态和动态力学性能分析,构建SiCp/Al复合材料的本构模型。针对体积分数为20%的SiCp/2a14Al复合材料采用电子万能试验机进行准静态拉伸试验,研究材料的静态力学性能;采用霍普金森压杆试验进行不同温度(20～400℃)、不同应变率(500～3 000 s^-1)动态压缩试验,分析材料的动态力学性能。基于材料静态及动态下应力-应变试验数据构建SiCp/Al复合材料的Johnson-Cook(JC)本构模型,并通过遗传算法对模型进行优化。结果表明,SiCp/Al复合材料在准静态条件下表现出应变强化效应;在动态载荷条件下,材料流动应力随着应变速率的增加而增加,表现出应变率强化效应,这与碳化硅颗粒的体积分数有关;随着温度的增加,流动应力减小,表现为温度软化效应。最小二乘法拟合的JC模型与试验值的平均误差较大,经过遗传算法优化后模型误差减小,能够准确预测SiCp/2a14Al复合材料的流变行为。     

涡旋压缩机的径向迷宫密封研究*

针对涡旋压缩机径向密封难以实现的难题,提出一种径向迷宫密封。用几何学和热力学方法证明基圆渐开线型涡旋压缩机径向光滑间隙密封中的泄漏气速达到声速,分析径向光滑间隙密封中泄漏气体的热力变化过程,根据临界截面上气体的气动热力特性,推导出考虑边界层摩擦损失的径向光滑间隙密封泄漏量的算法,根据能量方程和连续性方程,推导出判定径向迷宫密封中泄漏气速是否达到声速的判别式和径向迷宫密封泄漏量的算法。计算和实测两种密封在一系列相邻压缩腔压差对应下的泄漏量。理论计算和试验对比表明,给出的两种密封泄漏量的算法正确;径向光滑间隙密封和径向迷宫密封的泄漏量均随着相邻压缩腔压差的增大而增大;径向迷宫密封的直通效应随着相邻压缩腔压差的增大而更加明显;径向迷宫密封泄漏量实测值约为径向光滑间隙密封泄漏量实测值的79%,说明径向迷宫密封的密封性能优于径向光滑间隙密封的密封性能。