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采用多体动力学的压缩机曲轴结构优化
【作者】 王枫 [1] 陈征 [1] 李花 [1] 冯健美 [2]
【关键词】 活塞式压缩机 曲轴 优化设计 动力学
【摘要】以小型活塞式压缩机为研究对象,提出了降低曲轴系统扭振幅值、提高曲轴强度、轻量化曲轴的优化设计方法.在考虑电机转动惯量影响的同时建立了曲轴系统多体动力学模型,利用正交试验方法从多个设计参数中筛选出影响曲轴系统扭振和强度性能的显著因子,并在显著因子和曲轴系统一个周期内的最大扭转角、峰值应力及质量下拟合了二阶响应面模型,采用非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对二阶响应面拟合模型进行了优化.通过对某W型活塞式压缩机平衡重过渡圆角半径、曲轴偏心距和曲柄厚度进行优化显示,压缩机曲轴质量、自由端扭转角、峰值应力与初始值相比分别下降了11.31％、22.9％、25.10％,表明优化后曲轴系统的扭振幅值下降,质量减轻,强度提升.研究结果可为优化压缩机设计、提高曲轴的性能提供参考.
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