往复式压缩机大型盘形活塞应力研究及应用

论文摘要

近年来，往复式压缩机不断向大型化发展，压缩机一级所采用的盘形活塞尺寸不断增大。一些大型压缩机一级盘形活塞自运行以来，频繁出现破裂现象，对压缩机运行企业的正常生产与经济效益产生了严重的影响。本文对往复式压缩机大型盘形活塞进行了应力研究。首先对往复式压缩机曲柄连杆机构的运动规律以及活塞的受力进行分析，利用Visual Basic语言开发了压缩机综合活塞力计算软件，确定活塞的危险工况。然后通过ANSYS有限元分析软件对其进行应力分析。结果表明，活塞破裂处应力大。在此基础上，提出对活塞结构改进的方法，设计一种开孔的新结构盘形活塞，并计算活塞开孔后其内部压力及开孔大小。最后对新结构活塞进行ANSYS应力分析，分析结果表明，活塞最大应力有较大幅度下降，且应力分布趋于合理。新结构活塞已经应用于一系列大型压缩机活塞改造设计中，运行结果表明该活塞具有良好的可靠性。本文所做的这些工作能用于指导往复式压缩机盘形活塞的设计，对其他结构类型的活塞研究也有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 压缩机的研究发展现状
• 1.2.2 往复式压缩机的研究发展现状
• 1.2.3 活塞的研究发展现状
• 1.3 项目由来及本文所做工作
• 1.3.1 项目由来
• 1.3.2 本文所做工作
• 第二章 往复式压缩机盘形活塞结构特点
• 2.1 引言
• 2.2 新型活塞的结构特点
• 2.3 与其它结构类型活塞的比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 往复式压缩机大型盘形活塞的有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 往复式压缩机的动力学分析
• 3.2.1 曲柄连杆机构的运动关系
• 3.2.2 活塞的受力情况分析
• 3.2.3 压缩机综合活塞力计算软件设计
• 3.3 弹性有限元理论基础
• 3.3.1 弹性力学的基本方程
• 3.3.2 有限元法的求解过程
• 3.4 大型盘形活塞的有限元分析
• 3.4.1 活塞的有限元模型建立
• 3.4.2 活塞的约束及载荷处理
• 3.4.3 有限元分析求解及结果后处理
• 3.4.4 结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 新型盘形活塞的结构设计及应力分析
• 4.1 引言
• 4.2 新型活塞的结构设计
• 4.2.1 降低活塞应力的方案
• 4.2.2 活塞开孔的影响分析
• 4.3 活塞的改造方案
• 4.3.1 活塞的第一次改造（G1）措施
• 4.3.2 活塞的第二次改造（G2）措施
• 4.4 活塞改造方案的分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 往复式压缩机新型盘形活塞的应用
• 5.1 引言
• 5.2 往复式压缩机新型盘形活塞的应用
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录