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該論文以基于OptiStruct的壓縮機殼體VTF仿真分析及形貌優化為主題開展相關研究，論文對壓縮機殼體進行了VTF分析，基于OptiStruct對其壓縮機殼體結構的筋肋布局等進行了形貌優化，并得到最佳的加強筋的位置、形狀及尺寸，從而改善了壓縮機的振動噪聲性能。

**OptiStruct 是 Altair 公司推出的有限元仿真與結構優化軟件，廣泛用于活塞式壓縮機殼體的強度、剛度、NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）分析及輕量化優化設計。** ### 一、活塞式壓縮機殼體概述 活塞式壓縮機殼體是核心承載與密封部件，主要功能： - **支撐定位**：為曲軸、活塞、氣缸等內部零件提供精準安裝基準。

Optistruct2020 非線性分析-帶初始應力的卡-彈簧強度-預緊力分析模型載荷施加步驟1 施加初始應力2 施加垂向載荷分析模型截圖如下： video.mp4

摘 要：本文利用optistruct對壓縮機鑄鋁支架進行了拓撲優化分析，并分析了不同網格尺寸和懲罰因子對拓撲優化結果的影響，成功使壓縮機鑄鋁支架重量降低了54.4%。

從表6可以看出：初始結構錐形彈簧的壓縮高度最大減小5. 37 mm，超過要求限值（壓縮高度變化不超過5 mm）；優化結構錐形彈簧的壓縮高度最大減小3. 85 mm，在要求范圍內。 兩種結構錐形彈簧疲勞試驗過程中的外觀變化對比如表7所示。

當所有端口位移都假定為 0 時，活塞桿進入活塞腔坐標系的軸向位置可以通過彈簧壓縮在零位的壓縮量 (xs0) 來定義。這兩個圖片都對應于“零位移”條件。在第一個圖中 (xs0) 不等于零。xs0=0 表示兩坐標系對齊，如第二張圖所示。在這種情況下，僅施加零位移 (f0) 處的彈簧力。參數定義如下：xs0：活塞零位移時的彈簧壓縮量，正數表示壓縮[mm]。

其主要原因是沒有作初壓縮處理，就是把一根制造成的彈簧，用較大的力把它壓縮到他的壓縮高度或并緊高度(有必要的話)，放開后不能恢復到他原來的自由長度的操作。其縮短量稱為“初壓縮量”。一般重復了3-6次壓縮后，長度不再縮短，即彈簧“定位”。經初壓縮后彈簧發生永久變形。

改進后的壓縮機懸置機構用橡膠塊替代支架芯軸機構，壓縮機總成通過橡膠塊和張緊彈簧柔性地和車身相連接，如圖3所示。

矩形截面圓柱螺旋壓縮彈簧在同樣的空間條件下，矩形截面圓柱螺旋壓縮彈簧比圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧的剛度大，吸收能量多，特性線更接近于直線，剛度更接近于常數。扁形截面圓柱螺旋壓縮彈簧與圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧比較，具有儲存能量大，壓并高度低，壓縮量大，因此被廣泛用于發動機閥門機構，離合器和自動變速器等安裝空間比較小的裝置上。

因此，這種簧 片閥動力學建模可以近似認為是扭轉質量和等效彈簧組成的運動系統建模。 其中：θ—閥片開啟角度；I—閥片轉動慣量；C—旋轉摩擦系數；K—等效為彈簧的扭轉系數；T—氣動力力矩；t—時間。 其中，等效為彈簧的扭轉系數又可根據虎克定理表示為： 扭轉系數同時又可根據匹配閥片在相同流體載荷下的彎曲旋轉運動來表示。

它借助于氣缸和閥腔之間的氣體壓力差而開啟，并由于受到進、排氣過程中流經氣閥的氣流推力作用而上升;當推力大于彈簧的反作用力時，閥片停留在升程限制器上;反之，當氣流推力小于彈簧力時，閥片便向下關閉。氣閥是活塞壓縮機中最為關鍵的一個組件，也是易于損壞且故障率最高的部件，占總故障的60%以上。它的工作狀況直接影響到壓縮機的排氣量、功率消耗等性能，也影響到運轉的可靠性。

這樣，圓柱形彈簧幾乎可以自由偏轉，在彎矩和橫向力共同作用下螺旋處應力可以均勻分布。然而，在許多實際應用中，端部線圈通過具有空間曲面或橫向偏移的非平行對齊支柱相互引導。在分析螺旋壓縮彈簧的尺寸時，必須用有限元分析（FEA）代替簡單方法。第二種力傳遞類型的兩個示例如圖2所示。 圖2：懸臂上彈簧排列情況：減壓（左）和壓縮（右）在下懸臂上安裝彈簧然后沿著空間曲線引導彈簧端。