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旋叶式压缩机多体碰摩响应及试验研究
| 论文题名： | 旋叶式压缩机多体碰摩响应及试验研究 |
| 关键词： | 汽车空调;旋叶式压缩机;碰摩现象;振动响应;控制策略 |
| 摘要： | 旋叶式压缩机是一种新型回转式压缩机，具有部件少、体积小、成本低、效率高等优点，被广泛应用于中小排量汽车空调系统中。旋叶式压缩机运行过程中，使役条件复杂多变，诱发多源时变激励，使多部件间产生碰撞与摩擦，激发瞬态振动响应，在压缩机启动阶段碰摩现象尤为突出，将诱发压缩机泵体系统瞬时冲击振动问题，严重影响乘车舒适性。因此，开展旋叶式压缩机多体碰摩动态响应及试验研究具有重要的理论意义与工程实用价值。 以汽车空调旋叶式压缩机为研究对象，建立压缩机多刚体系统笛卡尔约束运动学与动力学分析模型，研究叶片运动学特性和刚体间运动副约束力规律；而后，建立叶片与缸体、叶片与叶片槽碰摩动力学模型，研究背压、叶片槽间隙对叶片动力学影响规律；进而，建立压缩机转子-叶片-缸体多体碰摩动力学模型，研究启动阶段不同吸、排气压力对系统碰摩动态响应影响规律；最后，搭建压缩机整机振动测试试验台，提出碰摩振动控制方法，阐明压缩机碰摩振动产生机理。主要研究内容如下： （1）基于旋叶式压缩机多刚体约束关系，建立压缩机多刚体系统笛卡尔约束运动学模型，分析叶片位移、速度、加速度等运动特性规律；基于旋叶式压缩机多刚体受载关系，建立多刚体系统笛卡尔约束动力学模型，分析刚体间运动副约束力与气体力的关联关系； （2）基于Hertz接触理论，建立叶片与缸体、叶片与叶片槽的碰撞接触模型，进而基于牛顿-欧拉方法建立叶片-缸体、叶片-叶片槽碰摩动力学模型，分析不同背压、叶片槽间隙对旋叶式压缩机多体碰摩响应的影响规律； （3）基于拉格朗日乘子法，推导旋叶式压缩机系统多刚体能量方程，以压缩机启动阶段气体激励与多刚体接触激励为激励源，建立系统多体碰摩动力学模型，分析不同吸、排气压力对转子-叶片-缸体系统碰摩振动响应特性的影响规律； （4）基于旋叶式压缩机多体碰摩动力学响应，分析压缩机整机振动响应；进而，搭建压缩机振动测试试验台，验证启动阶段整机振动响应计算模型合理性；最后，提出旋叶式压缩机碰摩动力学响应控制策略，实现压缩机碰摩振动控制。 |
| 作者： | 向银 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 何泽银 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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