压缩机曲轴模态分析和疲劳分析.pdfVIP

维普资讯 第 37卷 第 5期 石 油 化 工 设 备 VoI．37 NO．5 2008年 9月 PETR()_CHEMICAIEQUIPMENT Sept． 2008 文章编号 2008)05—003904 压缩机 曲轴的模态分析和疲劳分析 赵 斌 (辽宁石油化工大学 机械工程学 院，辽宁 抚顺 l13001) 摘要 ：应用Ungraphics(UG)软件 建立了 PH40115型往复活塞式压缩机 曲轴 的实体模型，利用 ANSYS软件对曲轴进行有限元模态分析，采用BLOCKLANCZOS方法进行模态计算，得到 了 PH40l15型压缩机曲轴在固定约束下的前 6阶 固有频率及其对应的振 型。采用材料 的热弹塑性 模型进行求解．得 出了轴颈圆角处从表面至心部和整个圆角表面的随深度变化的残余应力分布。 使用兰德格拉夫损伤公式计算 PH40115型压缩机的曲轴疲劳寿命为 2．3Oa。这些结果对曲轴的 设计、制造及维修有重要意义。 关键词 ：活塞式压缩机：曲轴 ；ANSYS软件；疲劳分析；模态分析 中图分类号：TQ 051．21 文献标志码 ：A M odelandFigureAnalysisforCompressorCrankshaft ZHAo Bin (SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningUniversityofPetroleum andChemicalTechology，Fushun l13001，China) Abstract：TheentitymodelwasestablishedwithUG softwareforPH40115reciprocationcorn pressorcrankshaftandANSYSsoftwarewasusedtOdomodelanalysis．ByusingBLOCK LANC ZOStOdomodecalculation，thesixnaturalfrequencyandmodeshapewasobtained．Theaxialre sidualstressdistributionoffilletsandonfilletssurfacewithdepth wasofferedthroughcalculat ingbaseonthermalelasticandplasticmode1．Thefatiguelife(2．3years)wasconcludedusingR W ．formula，offeringtheoryconductfordesignmanufactureandrepair． Keywords：piston compressor；crankshaft；ANSYS software；fatigueanalysis；modelanaly sis 曲轴是往复活塞式压缩机 中最重要、载荷最大 、 曲轴主要承受交变的弯曲扭转载荷和一定的冲 价格最高的零件之一 。曲轴的受力很复杂 ，它在承 击载荷 。曲轴在使用过程中的主要失效方式是疲劳 受气缸内的气体压力、往复和旋转质量惯性力引起 断裂和轴颈表面的严重磨损 。曲轴破坏的统计分析 的周期性变化载荷的同时对外输 出扭矩 ，曲轴还存 表 明，8O 左右是 由弯曲疲劳产生的。因此，在设计 在扭转振动 。因此 ，在 曲轴 内不可避免会产生交变