壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在研發(fā)過程中常涉及到強(qiáng)度、剛度、散熱、噪聲、疲勞壽命、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等多方面的工程問題。隨著現(xiàn)代CAE仿真技術(shù)的日趨成熟，企業(yè)完全可以將這種先進(jìn)的研發(fā)手段與試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，形成互補(bǔ)，從而提升研發(fā)設(shè)計(jì)能力，有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)，節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，從而大幅度提高企業(yè)的市場競爭力。下文是CAE仿真技術(shù)在解決壓縮機(jī)產(chǎn)品研發(fā)過程中部分常見工程問題的簡要介紹：

 

 

1、 壓縮機(jī)的強(qiáng)度、剛度問題

 

l  壓縮機(jī)外殼殼體強(qiáng)度分析

l  連桿、曲軸、葉輪、定子零部件校核

l  渦旋齒熱應(yīng)力分析

l  汽缸螺栓預(yù)緊力分析

 

 

壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮不同工作狀態(tài)下的應(yīng)力和變形。ANSYS軟件可以幫助解決在不同的工況條件下，結(jié)構(gòu)零部件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性校核問題。

 

2、 壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)動力學(xué)問題

 

l  曲軸連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真

l  渦旋壓縮機(jī)動靜渦盤嚙合運(yùn)動

l  螺桿壓縮機(jī)螺桿轉(zhuǎn)動

 

 

ANSYS軟件可以分析諸如往復(fù)式活塞的曲柄連桿活塞機(jī)構(gòu)和渦旋壓縮機(jī)動靜渦盤結(jié)構(gòu)的運(yùn)動過程，通過輸出零部件的位移、速度、加速度等運(yùn)動曲線，了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性。

 

3、壓縮機(jī)的疲勞耐久性問題

 

l  承受往復(fù)運(yùn)動的連桿螺栓、活塞、活塞桿、葉輪等的疲勞分析

l  閥片的疲勞斷裂分析

l  壓縮機(jī)管路系統(tǒng)疲勞分析

l  壓縮機(jī)接管焊縫疲勞分析

 

 

產(chǎn)品的抗疲勞性能和可靠性會直接影響其在市場競爭中的成敗。ANSYS高級疲勞分析和設(shè)計(jì)軟件可以分析壓縮機(jī)零部件由于反復(fù)運(yùn)動引起的高、低周疲勞問題及接管焊縫疲勞問題。

 

4、 壓縮機(jī)的振動、噪聲問題

 

l  研究壓縮機(jī)配管、支架、儲液器、消聲器的振動，優(yōu)化結(jié)構(gòu)減振

l  結(jié)構(gòu)模態(tài)、諧響應(yīng)等動力學(xué)分析

l  壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡分析

l  阻尼隔振技術(shù)分析

l  聲學(xué)-結(jié)構(gòu)耦合場分析

 

 

壓縮機(jī)噪音主要來源于電磁噪音、流體噪音和機(jī)械噪音。借助ANSYS軟件動力學(xué)分析功能，通過合理地優(yōu)化壓縮機(jī)各部件，可以降低壓縮機(jī)機(jī)體的振動，減少機(jī)械噪聲的產(chǎn)生。

 

5、其他（流場問題）

 

l  壓縮機(jī)管路流暢性分析、葉輪內(nèi)部氣流流場分析

l  壓縮機(jī)電磁離合器電磁場分析

l  螺桿壓縮機(jī)內(nèi)置油分離器制冷劑速度分析

 

 

壓縮機(jī)中有很多進(jìn)排氣通道、管路、閥門等，運(yùn)用ANSYS流體動力學(xué)分析軟件對這些部位流體的流動效果進(jìn)行分析，可以優(yōu)化流道、減少流動損失、提高流動效率。

 

6、相關(guān)CAE軟件模塊

 

幾何建模： Ansys DesignModeler、Ansys SCDM

結(jié)構(gòu)仿真分析： Ansys Mechanical

多體動力學(xué)分析： Ansys Rigid Dynamics、Recurdyn

疲勞壽命分析： Ansys nCode Designlife、Fe-safe、Ansys Fatigue

流體仿真分析： Ansys CFX、Fluent、ICEM CFD

多物理場耦合分析：Ansys Multiphysics

設(shè)計(jì)優(yōu)化分析： Ansys DesignXplorer