多場耦合下壓縮機活塞桿可靠性研究.pdf

1、活塞桿作為往復(fù)式壓縮機所有零部件中經(jīng)常發(fā)生疲勞失效的零件之一，其可靠性一直是人們研究的熱點問題。隨著計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，理論知識的推陳出新以及商業(yè)仿真軟件的優(yōu)化更新，使得人們在解決問題的方法上有了越來越多的選擇。機械可靠性描述的是一個機械系統(tǒng)或模塊在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，正常運行的能力，通常用“浴盆曲線”來描述。本文擬以W-1.0/8型往復(fù)式空氣壓縮機為研究對象，建立其簡化三維模型，對活塞桿的失效機理、影響因素及可靠性優(yōu)化設(shè)計

2、等方面進行研究。具體研究工作如下:
　　(1)針對往復(fù)式壓縮機活塞桿可靠性的研究課題，通過研究國內(nèi)外文獻資料積累壓縮機失效模式、活塞桿失效形式、研究方法等方面的理論基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)本課題的創(chuàng)新點;通過對文獻資料的分析歸納，確定研究問題、研究方法;通過數(shù)學(xué)建模、仿真實驗實現(xiàn)對研究問題進行細分，逐個突破，驗證研究方法的有效性;通過構(gòu)建可靠性參數(shù)靈敏度分析系統(tǒng)和可靠性優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，達到理論和實際結(jié)合的目的。
　　(2)對課題組提出的W-

3、1.0/8型往復(fù)式空氣壓縮機活塞桿斷裂失效問題，建立壓縮機三維模型，在Comsol Multiphysics中分別進行單物理場（結(jié)構(gòu)力學(xué)）和流一固一熱三場耦合（多體動力學(xué)）仿真分析，對比活塞桿在考慮單場作用和多場耦合作用下范式等效應(yīng)力(Von Mises Stress)的變化情況，探索活塞桿失效的機理。
　　(3)建立了以活塞桿工作中所受應(yīng)力為指標的可靠性目標函數(shù)和以溫度、氣缸壓力、活塞桿屈服應(yīng)力為約束條件的，采用改進的蟻群算法(