W型压缩机曲轴-滚动轴承系统动力学分析与优化设计

以某W型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件,研究了额定工况作用下曲轴-滚动轴承系统动力学行为和动力学优化设计问题。根据滚动轴承受力与变形的非线性关系,以整个曲轴-滚动轴承系统为研究对象,在ADAMS中建立弹性曲轴-滚动轴承动力学仿真模型并求解,得到了额定工况下主轴承反力和曲轴轴颈中心径向振动响应。以此基础上,建立曲轴-滚动轴承系统动力学优化设计数学模型,该模型以2个主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应振幅为目标函数,以压缩机气缸中心线夹角为设计变量。最后利用参数化建模技术建立ADAMS优化模型并进行设计研究,得到了设计变量与目标函数之间的关系和最优解。所得到的结论对压缩机动力学设计有指导意义。     

双缸小型发动机曲轴的多体动力学分析

针对双缸小型航空发动机曲轴系统,结合有限元和多体动力学等方法,仿真计算获得曲轴的动力学特性。首先,利用三维软件建立曲轴、连杆等三维模型并进行装配,导入ADAMS软件中获得多刚体曲轴系统;接着利用ANSYS软件获得柔性体曲轴,将其导入ADAMS中替换原刚体曲轴,建立刚-柔耦合系统。利用ADAMS对刚性和刚柔耦合系统进行仿真,计算并获得活塞加速度、速度和位移等数据及曲轴轴颈的受力情况等动力学特性,为下一步曲轴的设计和疲劳分析奠定基础。     

计入摩擦的压缩机弹性曲轴-滚动轴承系统动力学分析

以某W型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为对象,采用多体动力学仿真软件ADAMS,研究了额定工况作用下计入运动副摩擦的曲轴-滚动轴承系统动力学行为。在ADAMS中建立计入运动副摩擦的弹性曲轴-滚动轴承动力学模型并求解,得到了相应的动力学参数及运动副上摩擦力的变化曲线。同时也揭示出压缩机机械效率的动态变化规律。计算结果表明运动副摩擦对主轴承反力、轴颈中心位移响应有显著影响。所得到的结论对提高压缩机的机械效率和动力学优化具有指导意义。     

V型压缩机曲轴-滚动轴承系统动力学分析与优化设计

以某V型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件,研究了额定工况作用下曲轴-滚动轴承系统的动力学行为和动力学优化设计问题.首先应用Hertz公式和超静定问题的解法(力法)推导滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解,再以整个曲轴-滚动轴承系统为研究对象,在ADAMS中建立弹性曲轴-滚动轴承系统动力学仿真模型并求解,得到了额定工况下主轴承反力、曲轴轴颈中心径向振动响应.以此为基础,建立曲轴-滚动轴承系统动力学优化设计数学模型,该模型以两个主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应振幅的加权平均值为目标函数,以压缩机气缸中心线夹角为设计变量.最后利用参数化建模技术建立ADAMS优化模型并进行设计研究,得到了设计变量与目标函数之间的关系和最优解.所得到的结论对压缩机动态设计有指导意义.     

基于机电耦合的曲轴-滚动轴承系统动力学分析

以某W型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用动力学仿真软件ADAMS研究了压缩机从启动直至达到稳定转速这一动态过程的动力学行为。首先根据电动机的机械特性得到曲轴受到的转矩与转速间的关系曲线;再利用Hertz公式和超静定问题的解法(力法)推导出滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解;最后分别在ADAMS中建立电动机-刚性曲轴-滚动轴承耦合系统动力学仿真模型和电动机-柔性曲轴-滚动轴承耦合系统动力学仿真模型,分别仿真求解并得到相应的动力学响应。所得到的结论对提高压缩机的动力学性能具有指导意义。     

基于间隙运动副的往复压缩机传动机构动力学分析

以往复压缩机传动机构为对象,利用ADAMS软件的碰撞函数,建立带有转动副间隙的往复压缩机传动机构多体动力学模型,研究间隙转动副对机构动力学性能的影响。考虑间隙幅值、气缸载荷、曲轴转速和柔性连杆等影响因素,进行五种工况的动力学分析。仿真的结果表明所述因素对机构的动力学性能影响显著。     

4M12型压缩机曲轴多柔体动力学仿真分析

将多柔体动力学应用到曲轴的仿真计算中,运用多体动力学仿真软件ADAMS进行多柔体动力学仿真,得到曲轴在实际工作过程中的动态载荷。利用有限元ANSYS软件对该曲轴进行瞬态响应分析,得到曲轴的应力分布云图及危险节点应力随时间变化曲线,是曲轴进行疲劳寿命分析的前提,为曲轴的设计提供理论指导。     

十字滑块压缩机动力学仿真及平衡质量设计

十字滑块压缩机作为一种新型的压缩机,拥有其独特的优点。但是,作为一种非标准式的压缩机,要准确平衡其惯性力,需要新的方法。为了平衡十字滑块压缩机的惯性力,对十字滑块压缩机进行了动力学分析,解析推导了压缩机的惯性力、气体力、侧向力等公式。以动力学分析结果为基础,使用多体动力学虚拟样机软件ADAMS对十字滑块压缩机算例进行了仿真;并根据曲轴轴承支反力的变化,基于仿真方法对压缩机曲轴动平衡质量范围进行了设计,所确定的平衡质量可以减小压缩机曲轴轴承支反力的峰值。     

往复式活塞压缩机曲轴系统运动学和动力学仿真研究

针对某型号四缸往复式活塞压缩机,基于有限元软件Ansys建立了曲轴和活塞销的有限元模型。在模态分析的基础上,结合ADAMS建立了曲轴运动机构的刚柔耦合多体系统动力学模型,得到了关键零部件的运动及载荷变化规律,为进一步深入研究曲轴运动系统动态响应奠定了基础,并为整机的优化设计提供了依据。     

小型活塞压缩机设计程序的开发

基于VB6.0开发了小型活塞压缩机设计软件,软件功能包括压缩机的热力学、动力学计算,曲轴强度校核与寿命计算,根据计算结果可实现压缩机运动过程的模拟.该软件系统功能完善,简化了繁琐的设计过程,通过模拟压缩机运动与受力过程,对优化设计方案、降低实验成本具有重要的借鉴作用.     

3W2型高压力压缩机机构动力学分析及曲轴疲劳研究

针对压缩机压力的大幅度提高所带来的压缩机核心部件曲轴的强度分析问题,对压缩机机构进行了动力学分析及曲轴疲劳研究。首先基于多刚体系统相关理论建立了曲柄连杆活塞机构多刚体模型,使用ADAMS对其进行了运动学仿真,得出了活塞某一时刻的位移、速度、加速度值,然后与活塞此刻的理论计算结果进行对比,发现两者的误差都在允许的范围内,进而对其进行了动力学仿真,得出各连杆轴颈所受到的交变载荷,为下面曲轴的疲劳分析提供基础。最后对其关键部件曲轴进行了静态特性分析,在交变载荷的作用下完成其静态强度和疲劳强度的校核。研究结果表明,从应力曲线图与应力幅值曲线图中得出其安全系数均在许用范围内,证明其强度满足设计要求。     

内燃式水平对动空气压缩机的多工况动态特性分析

针对传统的内燃机驱动的活塞式空气压缩机工作过程中振动大,噪声大的问题,提出了内燃式水平对动空气压缩机原理方案,基于虚拟样机技术建立了内燃式空气压缩机曲轴轴系的动力学仿真模型。采用ADAMS软件对其进行了多种工况下的运动学和动力学分析,给出了作用在曲轴上的动态载荷及变化规律。运用有限元分析软件ANSYS对曲轴进行了模态分析,得到了曲轴前六阶模态的振型和响应的频率。建立了曲轴系刚柔混合体动力学模型,完成了内燃式水平对动空气压缩机曲柄连杆机构多柔体动力学仿真。     

ADAMS/View环境下的涡旋压缩机动态仿真设计

针对某型涡旋压缩机,在ADAMS/View环境下建立了虚拟样机仿真模型。通过ANSYS平台生成模态中性文件（MNF文件）,实现了曲轴、动涡盘及十字滑环的柔性化设计,创建了涡旋压缩机的刚柔耦合模型。在柔性体动力学仿真基础上,分析了涡旋齿的啮合规律,明确了曲轴与十字滑环的运动状态,并计算出了主轴系统在启动阶段更为精确的速度、加速度变化规律,指出：主轴启动0.3 s后,涡旋压缩机趋于稳定运行。动态仿真结果为涡旋压缩机的技术进步提供了重要参考和依据。     

基于ANSYS和ADAMS的发动机曲轴动力学仿真

结合虚拟样机技术和有限元分析技术,使用Pro/ENGNEER和ADAMS建立发动机曲轴连杆机构的虚拟样机后,对曲轴连杆机构进行了多体动力学仿真,得到发动机曲轴承受的动态载荷,从曲轴所受载荷中找出最大值,然后使用ADAMS与ANSYS的接口,将载荷施加在曲轴的有限元模型上,最后使用ANSYS计算了曲轴的最大应力和应变,找出了曲轴受力的危险部位,为曲轴的优化设计提供参考.     

曲轴轴系的扭转振动计算

以一款自主研制的CFA系列压缩机的曲轴为例,介绍如何把实际的曲轴扭振系统换算成当量系统,如何进行曲轴轴系的扭转振动计算。     

往复压缩机曲轴强度分析

基于热动力计算的结果,通过利用Ansys建立轴系的三维模型,对整体曲轴进行了应力计算,得到了危险节点处的应力变化曲线以及在载荷变化周期内的最大应力幅值,最后校核了静强度和疲劳强度.结果表明设计工况下该轴系的强度符合设计规范要求,同时为同类型压缩机曲轴设计提供了理论依据.     

内燃式压缩机动力学分析

将传统内燃机与往复活塞式压缩机工作原理、技术及结构进行集成,提出了一种可方便地将热能转换为气体压力能的内燃式压缩机.建立了等效动力学模型,采用MATLAB软件对其进行了动力学仿真计算.给出了内燃式压缩机一个工作循环中曲轴瞬时转速与转角之间的关系曲线,确定了曲轴速度波动系数与飞轮转动惯量之间的关系,为内燃式压缩机的工作平稳性设计奠定了基础.     

柔性间隙影响下涡旋压缩机主轴系统动力学特性研究

考虑到涡旋压缩机主轴系统的高速回转特性,将自由运动和接触变形两状态非连续接触模型应用于间隙运动副动力学建模。以某卧式涡旋压缩机为依据,在不同运动副间隙下构建基于ADAMS/View的主轴系统刚柔耦合模型。通过柔性接触条件下的动力学仿真计算,深入分析了主轴系统核心部件(如动涡盘、曲轴、十字滑环及轴承)的运行状态及承载情况。结果显示：在理想间隙(间隙为0)下,柔性曲轴质心轨迹为一带有波动的非标准圆,而在非理想状态下,曲柄销与滚针轴承存在多处接触碰撞;当轴承内部存在间隙时,Z方向上的支反力更为连续和集中,且其波动幅度随着间隙增大而减小;间隙为0.01 mm时对于动涡盘加速度影响较大,不利于容积腔形成和气体压缩,而选择0.03 mm或0.05 mm间隙值时,可避免轴承系统发生应力集中和疲劳破坏,同时有助于轴承系统维护和十字滑环防自转。     

The friction characteristics of the journal bearing in a reciprocating compressor for refrigeration and air conditioning systems

The performance of a reciprocating compressor in refrigeration and air-conditioning systems is influenced by the lubrication characteristics of the critical sliding components. Thus, the lubrication characteristics between the crankshaft and journal bearing have to be researched in order to improve the design and performance of a reciprocating compressor. Therefore, in this study, to enhance the EER (energy efficiency ratio) to reduce power consumption, and to improve the reliability of a reciprocating compressor for refrigeration and air conditioning systems, theoretical analysis of the friction characteristics between the crankshaft and journal bearing in a reciprocating compressor is studied. The results demonstrate that frictional characteristics are significantly influenced by the clearance between the crankshaft and journal bearing and the viscosity of the lubricating oil.