内燃式水平对动压缩机曲轴的模态分析.pdf

《内燃式水平对动压缩机曲轴的模态分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第55卷第2期农业装备与车辆工程2017年2月V01．55No．2AGRICUIJURALEQUIPMENT&VEHICI正ENGINEERINGrebruaryzu¨doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．02．015内燃式水平对动压缩机曲轴的模态分析王庆前，张继忠，于祥(266071山东省青岛市青岛大学机电工程学院)[摘要]曲轴是压缩机的重要零部件之一，扭振破坏是曲轴的主要失效形式，其主要影响因素是曲轴的模态。为了研究曲轴的固有频率特性，利用SolidWorks软件建立了一个压缩机的曲轴模型．并使用Wor

2、kbench对曲轴进行了模态分析。通过查看分析所得的前十阶固有频率和振型可知，曲轴的最低谐次频率高于曲轴的激励频率，避开了共振频率，曲轴的动态性能满足设计要求。[关键词]曲轴；扭振；模态分析[中图分类号]TH45【文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2017)02—0064—03ModaIAnalysisofIIItemalComb璐ti蚰AirC哪pre鲻orC阳nl【shaftofHorizontalMovingWangQingqian，ZhangJizhong，YuXiaJlg(schoolofElectmmechani

3、cEngineerin岛Qingdaouniversity，QingdaoCity，shandongProvince266071，China)[Abstract]Thecrankshaftisoneofthemostimportantpartsofcompressor．Themaindestructionfo册ofthecrankshaftistor．sionvibration，andthemaininnuencefactoristhecrankshaftmode．Forstudyingthecharacteristicsofn8mra

4、lfbquencyofthecrankshaft，a3DmodelofcompressorcrankshaftwasbuiltbyusingSolidWorks，andthenmodalanalysisofthecrankshaftwasoperatedbyusingWorkbench．Bylookinginto山enaturalf南quencyandvibrationmodeofthefirst10steps，theminimumorderfrequencywashigherthanthecmnkshaftexcitationfbqu

5、ency，sothattheIesonancefjequencywasavoided．Asaresult，thecrankshaftdynamicpe—’omancecanmeetthedesignrequirements．[Keywords]crankshafc；torsionvibration；modalanalysis0引言内燃式水平对动空气压缩机是一种可简单、高效、方便地将热能转换为气体压力能的新型压气装置。驱动动力活塞和压气活塞的三组曲柄连杆机构采用水平对称布置．而且机构各构件的尺寸和质量完全对称，故三套曲柄连杆机构运动过程中

6、其总质心将保持不动，工作中产生的惯性力得到完全平衡．有效地解决了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．噪音大的问题⋯。由于该装置在原有曲轴的基础上进行了改进，因此，为了更符合实际情况，本文基于AN．SYS有限元软件对曲轴进行无约束和有约束模态分析并进行对比。从而获得曲轴前10阶固有频率以及振型，以使曲轴的动态性能满足设计要求。1曲轴模型的建立分为两部分，一部分是压气活塞组的曲拐，位于曲轴的两端；另一部分是动力活塞组的曲拐，位于曲轴的中间。主要参数尺寸：主轴颈直径51mm，主轴颈长度16mm，曲轴总长度459mm；压气活塞组

7、的曲柄销直径19．5mm．曲柄壁厚15．5mm：动力活塞组的曲柄销直径28mm，曲柄壁厚21m廿]。考虑到ANSYSWorkbench与CAD软件的无缝对接，同时避免在有限元软件中建模的复杂性．利用Solid．Works软件建立曲轴的三维实体模型，如图1。图1曲轴的三维实体模型Fig．13DmOdeIOffhecrankshaft内燃式水平对动空气压缩机曲轴的曲拐主要2有限元模型的建立收稿日期：2016—08—25修回日期：2016一09一07在SolidWorks中将建立好的曲轴模型保存为第55卷第2期王庆前等：内燃式水平对动压缩机曲

8、轴的模态分析65SLDPRT格式文件。并将此文件导入ANSYSWork—bench中，在材料库中添加材料QT700—2，并设置其特征参数：密度7090k咖3、弹性模量169GPa、泊松比0．305。采用四面