多场耦合作用下动涡旋盘的变形和应力研究.pdf

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1、16FLUIDMACHINERYVo1．41，No．8，2013文章编号：1003—0329(2013)08—0016—05多场耦合作用下动涡旋盘的变形和应力研究李超，谢文君。赵熳(兰州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：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盛在气体力、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

2、孔内。关键词：涡旋压缩机；气体力；温度场；惯性力；变形；应力中图分类号：TH45文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．08．OO4DeformationandStressAnalysisofOrbitingScrollUndertheMulti-fieldCouplingLIChao，XIEWen-jun，ZHAOMan(LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Creatingthesolidmodeloforbitingscrollofscrollc

3、ompressorbythePro／Esoftware．Onthebasisoffiniteelementanalysis(FEM)，thestressanddeformationdistributionoforbitingscrollwereinvestigatedundertheconditionsofforcedbygasforce、temperaturefieldandinertiaforce．Andthenumericalcalculationunderthecouplingofgasforce、temperaturefieldandill—ertiaforce

4、wascarriedout．Theresultshowsthatthetemperaturefieldcausegreaterchangesofdeformationintheaxialdirection．Theinertiaforcecausesgreaterdeformationintheendofscrollwarp．Underthemulti—fieldcouplingthegreatestdeformationoe—cursinthetoothheadofscrollwrap．Themaximumstressgenerallyfocusesonthebottom

5、oftothheadofscrollwrapandthein—nerrimofdrivebearing．Keywords：scrollcompressor；gasforce；temperaturefield；inertiaforce；deformation；stress1引言擦等产生温度场，引起热变形和热应力；曲轴驱动动涡旋盘转动时，产生惯性载荷，引起局部的变形涡旋压缩机是一种新型容积式压缩机，其工和应力。动、静涡旋产生的变形使得涡旋齿啮合作腔是由涡旋型线参数相同、相位差为仃、基圆中间隙发生变化。间隙过小动、静盘在工作过程中心相距为r的动、静盘涡旋齿相互啮合形成多个发生接

6、触，产生摩擦损失；问隙过大泄漏增加，导月牙形压缩腔，实现对气体的压缩。随着主轴的致压缩机损失增大，效率下降⋯。因此，为了保旋转压缩腔由外向内逐渐减小，最后高压气体由证压缩机安全、可靠、高效地工作须对各种载荷单静涡旋中心排出。作用在动涡旋盘上的气体力不独作用及耦合作用时的变形和应力进行分析。刘断发生变化，产生的压差引起涡旋盘的变形和应振全等通过实际工况下涡旋盘的受力分析，建立力；由于气体被压缩温度升高以及动、静盘问的摩了涡旋齿及端板均采用三维八节点单元有限元分收稿日期：2012—10—19修稿日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975132)2013年第41卷第8

7、期流体机械17析模型，分析了主轴转动一周时在气体力作用下=【】(2)的应力与变形L2]。杜桂荣等建立涡旋盘的网格划分自动生成通用程序，分析了动涡旋盘在气体式中——气体的等熵指数力作用下的变形情况并比较了二维壳体单元和三2．2温度载荷维实体单元的差别J。赵树峰等通过分析得到压缩机稳定工作时，动、静涡旋盘温度基本为了涡旋压缩机动涡旋盘在惯性载荷、气体载荷作均匀的由边缘至中心逐渐升高。中心腔内的气体用下的应力分布特点及变形规律J。杨广衍、温度最高，其值与气体的被压缩程度有关系。设金丹等分析了温差引起涡旋压缩机动涡旋盘应力进气温度为，