某型空压机曲柄连杆机构多体动力学仿真分析开题报告

全文总字数：5813字

1. 研究目的与意义（文献综述）

空压机是一种压缩气体体积并提高气体压力和输送气体的机械设备，能将气体体积缩小、压力增高、具有一定的动能，可作为机械动力或其他用途。它广泛应用于电力、造船、电子、化工、机械制造、造纸印刷、交通设施、食品医药、铸造喷涂、海运码头、军工科技、汽车工业、航空航天等领域，可称之为工业产品生产的“生命气源”。

现代空气压缩机械的鼻祖是于公元1640年在德国制成的（机械式）真空泵。大约于1800年，第一台单级（往复活塞式）空气压缩机在英国制成。从此之后，两级往复式空压机、螺杆式空压机、活塞式空压机等不同类型的空压机相继被研发出来，众多学者对空压机进行研究，希望能够进一步优化空压机的性能。

国外众多学者对空压机的研究现状：m.n.ilman , r.a. barizy^[1]，他们采用标准失效分析方法，对往复式空压机连杆进行了分析，通过化学成分分析、光学显微镜显微组织检查、硬度和拉伸试验、扫描电子显微镜断口和应力分析，对结构设计、材料类型、动载荷等影响失效的因素进行了评价，确定了往复式空压机连杆的失效原因（首先，在具有高应力集中裂纹核动态载荷的大连接杆端附近存在低圆角半径；其次，存在于连杆下表面的包裹体需要起到应力提升的作用），评价了失效连杆的疲劳性能，以此为今后空压机连杆的选材和设计提供了参考。v.g.spirkin等人^[2]研究了空压机润滑系统中磨损和腐蚀产物积聚的影响，有利于减少污染物（湿气、二氧化碳、硫化氢、微粒污染物等）对滑动轴承、减速副、齿形离合器和其他机构的运行产生的负面影响。seyoung yoon等人^[3]通过建立离心式空压机试验台的数学模型，对不同的压缩机管道结构进行了测试，并且将得到的压缩系统数学模型的仿真结果与实测响应进行了比较，还采用主动磁轴承扰动空压机叶轮轴向叶尖间隙，在较宽的频率范围内激励压缩系统，分析了叶轮扰动对增压室压力升高的输入输出响应。alizamiri等人^[4]研究了倾斜前缘扩压器叶片对高压缩比跨声速离心空压机流场和性能的影响，通过对10种不同情况下的扩压器叶片进行数值模拟，来研究扩压器叶片前缘倾斜对空压机扩压器压力恢复和总压损失特性的影响。

2. 研究的基本内容与方案

2．1研究内容

本文主要通过详细了解空压机的结构、工作原理及热力学原理，对空压机的曲柄连杆机构进行运动学及动力学理论分析，建立空压机曲柄连杆机构的几何模型，并利用adams/view软件建立曲柄连杆机构的多体动力学模型，进行模拟仿真，根据仿真结果分析曲柄连杆机构运动部件的运动学规律以及它们间的相互作用力等。

2．2研究目标

3. 研究计划与安排

（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告。 （第1周—第3周）

（2）阅读文献，总结归纳国内外空压机的发展应用现状及多体动力学研究现状，针对某型空压机曲柄连杆机构，详细分析其运动学及动力学规律；（第4周—第5周）

（3）学习建模软件和多体动力学分析软件；（第6周—第8周）

4. 参考文献（12篇以上）

[1]m.n. ilman,r.a. barizy. failure analysis and fatigueperformance evaluation of a failed connecting rod of reciprocating aircompressor[j]. engineering failure analysis,2015,56.

[2]v. g. spirkin,d. ya. choporov,s. v. murashev. dynamicsof accumulation of products of wear and corrosion in the lubrication systems ofgas compressors[j]. chemistry and technology of fuels and oils,2001,37(1).

[3]se young yoon, zongli lin, goyne, c., allaire, p.e..an enhanced greitzer compressor model with pipeline dynamics included[p].american control conference (acc), 2011,2011.