基于聲共振的壓縮機(jī)部件破壞機(jī)理研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于聲共振的壓縮機(jī)部件破壞機(jī)理研究ResearchonFailureMechanismsforCompressorComponentsBasedonAcousticResonance學(xué)號(hào)：21004192大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要過(guò)去幾十年，葉輪機(jī)械氣動(dòng)聲學(xué)現(xiàn)象一直被各種研究機(jī)構(gòu)所深入探索。航空航天：[業(yè)是這～領(lǐng)域研究的主要驅(qū)動(dòng)力，因?yàn)樵胍魡?wèn)題得到了人們?cè)?/p>

2、來(lái)越多的關(guān)注。氣體介質(zhì)的聲共振，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的激振源，這一觀點(diǎn)己被人們所廣泛認(rèn)同。但對(duì)于離心式壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)與此觀點(diǎn)相關(guān)的機(jī)理和理論卻知之甚少。氣體介質(zhì)的聲模態(tài)特性被認(rèn)為是導(dǎo)致部件失效的根本原因。本文應(yīng)用聲模態(tài)仿真計(jì)算、有限元方法、頻譜分析、運(yùn)行模態(tài)試驗(yàn)方法等手段，以離心式壓縮機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了聲模態(tài)仿真分析、結(jié)構(gòu)運(yùn)行模態(tài)試驗(yàn)分析和有限元分析、壓力脈動(dòng)測(cè)試、噪聲源識(shí)別等多項(xiàng)工作。本文具體工作如下：(1)噪聲源定位。聲強(qiáng)測(cè)量是噪聲源定位的

3、最有效方法。本文通過(guò)采用離散點(diǎn)聲強(qiáng)測(cè)量對(duì)機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得出噪聲源的分布情況和頻譜特征。結(jié)果證明：管道和壓縮機(jī)空腔是主要的噪聲源。噪聲源定位為后續(xù)的壓力脈動(dòng)測(cè)試和聲模態(tài)仿真模擬奠定了基礎(chǔ)。(2)壓力脈動(dòng)測(cè)試。壓力脈動(dòng)是影響壓縮機(jī)工作的重要因素。通過(guò)對(duì)噪聲源定位，找到了主要噪聲部位和頻譜范圍。通過(guò)對(duì)不同工況下測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)測(cè)試，證實(shí)有葉擴(kuò)壓器比無(wú)葉擴(kuò)壓器產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)大；(3)聲模態(tài)模擬和驗(yàn)證。通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬計(jì)算，得出管道和壓縮

4、機(jī)空腔聲模態(tài)的固有頻率，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證聲模態(tài)引起的氣流激振對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大沖擊；并對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)進(jìn)行分析。使用ANSYS分析管道試驗(yàn)臺(tái)的固有頻率，證實(shí)管道的振動(dòng)與結(jié)構(gòu)模態(tài)無(wú)關(guān)。通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)機(jī)體的運(yùn)行模態(tài)測(cè)試，證實(shí)葉片通過(guò)頻率處壓力脈動(dòng)的產(chǎn)生與機(jī)組的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性無(wú)關(guān)。目前，對(duì)于壓縮機(jī)組聲模態(tài)特性的研究并不多。通過(guò)本文研究，不僅為延長(zhǎng)壓縮機(jī)部件的使用壽命，提高壓縮機(jī)組的振動(dòng)特性，而且對(duì)增強(qiáng)壓縮機(jī)的安全性和可靠度具有重大意義，為降低由聲共振引起的壓