涡旋式无油压缩机转子轻量化及疲劳行为研究

简介

针对涡旋式压缩机转子的偏心构成及高速特性,通过等效配置有限应变梁单元、二维轴承单元及三维空间质量单元等,开发基于参数化的主轴部件有限元建模程序。考虑陀螺效应,在转子动力学分析基础上获取主轴系统的Campbell图及临界转速。以配重质量(m1、m2)及其质心位置(R1、R2)为变量对转子组件进行动态优化,不仅将其1阶临界转速提高了4.2%,而且使配重总质量与最大应力幅分别减小了0.413 kg和0.21 MPa,达到轻量化设计预期。利用nCode DesignLife构建S-N应力疲劳分析项目仿真流程,实现了多工况时序载荷映射下的曲轴疲劳分析与损伤评估。结果显示轻量化设计在提高曲轴最低疲劳寿命的同时,明显减小了曲柄端的损伤程度及疲劳危险区,有利于提升曲轴的疲劳寿命与抗破坏能力。