基于FEM的压缩机汽缸座与曲轴结构尺寸优化设计.pdfVIP

2011年 8月 机床与液压 Aug．2011 第39卷 第 15期 MACHINE TOOL HYDRAULICS Vo1．39No．15 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．15．024 基于FEM的压缩机汽缸座与曲轴结构尺寸优化设计 梁济民 ，葛光军 ，张宪民 ，陈国强 ，沈海波 (1．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640； 2．广州机械科学研究院，广东广州510700； 3．广州I万宝集团压缩机有限公司，广东广州510470) 摘要：对冰箱压缩机的两个关键零件——汽缸座和曲轴进行基于有限元法的尺寸优化设计。运用有限元软件对零件的 动态性能进行分析，并运用模态试验对有限元模型的准确性进行验证。在此基础上 ，建立零件结构参数化模型，并运用 ANSYS中的优化模块，对零件进行尺寸的优化设计。 关键词：压缩机汽缸座；曲柄 ；模态分析；模态实验；优化设计 中图分类号：TB652 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2011)l5—081—5 StructuralSizeOptimizationoftheCylinderBlockandCrankshaftBasedonFEM LIANGJimin，GEGuangjun，ZHANGXianmin，CHENGuoqiang，SHENHaibo (1．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology， GuangzhouGuangdong510640，China； 2．GuangzhouMachineryScientificResearchAcademy，GuangzhouGuangdong510700，China； 3．GuangzhouWanbaoGroupCo。，Ltd．，GuangzhouGuangdong510470，China) Abstract：StructuralsizeoptimizationsofthecylinderblockandcrankshaftofthecompressorbasedonFEM weremade．Thefi— niteelementmodelsofthecylinderblockandcrankshaftofthecompressorwereestablishedandthemodalanalyseswerecarriedoutin thecaseofunconstrainedmode1．Modaltestsofthetwocomponentswerecarriedouttoensuretheaccuracyoffiniteelementmode1．An optimal designmethodwasappliedintheresearchofthesturctureparametersthroughthesoftwareANSYS． Keywords：Cylinderblock；Crankshaft；Modalanalysis；Modalexperiment；Optimizationdesign 现代机电产品的一个发展趋势是高能效…及绿 提高和最优化方法的发展，结构优化的研究范围得到 色轻便化 ，这就要求在保持产品各项静态或动态参 很大的拓展。目前的研究层次已包括了尺寸优化、形 数的同时使产品的质量最轻。因此，符合发展趋势的 状优化、材料选择及拓扑优化等各个方面；研究对象 产品设计过程实质就是一个优化设计的过程。压缩机 也从简单问题发展到了复杂结构的优化设计等等 。 作为冰箱的核心部件 ，各零部件结构较为复杂，且受 作为设计概念的一种革命 ，结构优化设计的广泛适 到涉及固、液 、气的复杂载荷作用 ，其性能对整个冰