本發(fā)明涉及空調(diào)參數(shù)仿真，具體涉及一種空調(diào)壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真方法。

背景技術(shù)：

目前，對(duì)于變頻空調(diào)壓縮機(jī)配管的振動(dòng)仿真分析主要有如下兩種方式：

(1)壓縮機(jī)配管瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真方法：它是將壓縮機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩作為載荷激勵(lì)加載到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上，把載荷激勵(lì)值離散化，考慮材料非線性(如橡膠材料)和接觸非線性(如摩擦接觸)因素，分析壓縮機(jī)配管在某時(shí)刻點(diǎn)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。該方法屬時(shí)域分析方法范疇，能夠?qū)嚎s機(jī)配管的振動(dòng)狀態(tài)做精確的時(shí)域分析，但一次仿真分析只能模擬壓縮機(jī)在某一個(gè)確定頻率點(diǎn)下的振動(dòng)響應(yīng)，不適合仿真模擬壓縮機(jī)在全頻段范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)壓縮機(jī)配管系統(tǒng)的振動(dòng)狀態(tài)。且壓縮機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)矩通過試驗(yàn)測(cè)得非常困難，一般都是加載一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，在對(duì)比確認(rèn)仿真優(yōu)化方案時(shí)只能做定性分析，又壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，為保證計(jì)算精度會(huì)增大網(wǎng)格密度和數(shù)量，導(dǎo)致仿真計(jì)算量過大，增加分析計(jì)算時(shí)間，難以用于壓縮機(jī)配管系統(tǒng)振動(dòng)仿真計(jì)算。

(2)壓縮機(jī)配管流固耦合仿真方法：它是先對(duì)單個(gè)壓縮機(jī)做CFD仿真分析，仿真計(jì)算得到壓縮機(jī)排氣口處壓縮機(jī)壓縮氣體產(chǎn)生的氣動(dòng)力數(shù)值；再對(duì)配管做振動(dòng)分析，其方法是將上述結(jié)果作為載荷激勵(lì)輸入，加載到與壓縮機(jī)排氣口相連接的配管管口處，通過模態(tài)疊加算法的諧響應(yīng)分析計(jì)算配管的頻率響應(yīng)(頻域分析)。此方法可計(jì)算壓縮機(jī)配管系統(tǒng)在全頻段范圍內(nèi)的響應(yīng)，使用方便。但該方法是把壓縮機(jī)和配管分別進(jìn)行仿真，將壓縮機(jī)的CFD仿真結(jié)果作為配管振動(dòng)仿真的輸入，沒有考慮壓縮機(jī)配管的系統(tǒng)性(例如一套非常成熟的管路與振動(dòng)特別小的壓縮機(jī)匹配，配管振動(dòng)可能會(huì)大)，與實(shí)際振動(dòng)試驗(yàn)相比，仿真計(jì)算結(jié)果往往存在較大誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提出一種空調(diào)壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真方法，解決傳統(tǒng)技術(shù)中的空調(diào)壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真方法存在的仿真計(jì)算量大和計(jì)算準(zhǔn)確度低的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

空調(diào)壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真方法，包括以下步驟：

A、依據(jù)模態(tài)實(shí)驗(yàn)及與模態(tài)仿真結(jié)果對(duì)比確定壓縮機(jī)配管結(jié)構(gòu)有限元分析模型；

B、由試驗(yàn)測(cè)試獲得壓縮機(jī)表面振動(dòng)位移響應(yīng)函數(shù)S(f)，其中f為頻率；

C、將壓縮機(jī)表面振動(dòng)位移響應(yīng)函數(shù)S(f)劃分為多個(gè)頻率段函數(shù)S_i(f)(i≥1，且為整數(shù))；

D、提取壓縮機(jī)在各個(gè)頻率段范圍內(nèi)的表面振動(dòng)位移最大值S_j(f_j)(j＝i)，作為整個(gè)分析系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)載荷激勵(lì)，分段進(jìn)行仿真；

E、將仿真結(jié)果進(jìn)行整合，得壓縮機(jī)配管在壓縮機(jī)全頻段運(yùn)行范圍內(nèi)的振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟B中，依據(jù)應(yīng)力應(yīng)變及位移測(cè)試試驗(yàn)，獲得壓縮機(jī)表面振動(dòng)位移響應(yīng)關(guān)于其運(yùn)行頻率的函數(shù)S(f)。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟D具體包括：

將提取的壓縮機(jī)在各個(gè)頻率段范圍內(nèi)的表面振動(dòng)位移最大值S_j(f_j)作為載荷激勵(lì)加載到壓縮機(jī)表面節(jié)點(diǎn)上,作為載荷激勵(lì)輸入，并將壓縮機(jī)腳底面和特定配管管口固定作為邊界條件，進(jìn)行運(yùn)用全模態(tài)計(jì)算方法的諧響應(yīng)分析，分別計(jì)算壓縮機(jī)配管在壓縮機(jī)各個(gè)頻率范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟E中，所述壓縮機(jī)配管在壓縮機(jī)全頻段運(yùn)行范圍內(nèi)的振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果包括應(yīng)力—頻率曲線。

本發(fā)明的有益效果是：

仿真結(jié)果可以獲得整個(gè)配管管路在壓縮機(jī)全頻段運(yùn)行范圍內(nèi)的應(yīng)力分布、振幅大小分布，振型，以及各段管路的應(yīng)力—頻率曲線,仿真結(jié)果更加全面，在仿真時(shí)，添加邊界條件進(jìn)行全模態(tài)計(jì)算方法的諧響應(yīng)仿真分析，仿真更加準(zhǔn)確，對(duì)于優(yōu)化壓縮機(jī)配管管路具有重要意義。

附圖說明

圖1為實(shí)施例中壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真計(jì)算流程圖；

圖2為實(shí)測(cè)壓縮機(jī)表面振動(dòng)位移函數(shù)S(f)；

圖3為整合后配管某部位應(yīng)力—頻率曲線圖；

圖4為實(shí)測(cè)配管某部位應(yīng)力—頻率曲線圖。

具體實(shí)施方式

為解決傳統(tǒng)技術(shù)中的空調(diào)壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真方法存在的仿真計(jì)算量大和計(jì)算準(zhǔn)確度低的問題，本發(fā)明提出一種全新的空調(diào)壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真方法-全模態(tài)諧響應(yīng)分析方法:首先依據(jù)模態(tài)實(shí)驗(yàn)及與模態(tài)仿真結(jié)果對(duì)比確定準(zhǔn)確的壓縮機(jī)配管結(jié)構(gòu)有限元分析模型，其次由試驗(yàn)測(cè)試獲得壓縮機(jī)表面振動(dòng)位移函數(shù)S(f)，其中f為頻率，將壓縮機(jī)表面的振動(dòng)位移響應(yīng)函數(shù)S(f)劃分為多個(gè)頻率段函數(shù)S_i(f)(i≥1，i為整數(shù))，提取壓縮機(jī)在各個(gè)頻率段范圍內(nèi)的表面振動(dòng)位移最大值S_j(f_j)(j＝i)，將其作為載荷激勵(lì)加載到壓縮機(jī)表面節(jié)點(diǎn)上,作為載荷激勵(lì)輸入，并將壓縮機(jī)腳底面和特定配管管口固定，作為邊界條件，進(jìn)行運(yùn)用全模態(tài)計(jì)算方法的諧響應(yīng)分析，分別計(jì)算壓縮機(jī)配管在壓縮機(jī)各個(gè)頻率范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)，最后將在各個(gè)頻率段范圍所計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行整合，得到配管在壓縮機(jī)全頻段運(yùn)行范圍內(nèi)的振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果(主要是應(yīng)力—頻率曲線)。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方案作進(jìn)一步的描述：

如圖1所示，本實(shí)施例中的空調(diào)壓縮機(jī)配管振動(dòng)仿真方法首先依據(jù)模態(tài)實(shí)驗(yàn)及與模態(tài)仿真結(jié)果對(duì)比確定準(zhǔn)確的壓縮機(jī)配管結(jié)構(gòu)有限元分析模型；

再由試驗(yàn)測(cè)得壓縮機(jī)表面隨其運(yùn)轉(zhuǎn)頻率變化的振動(dòng)位移函數(shù)S(f)，如圖2所示，本例中將頻率段分成3段，壓縮機(jī)表面的振動(dòng)位移響應(yīng)函數(shù)S(f)劃分為低中高三個(gè)頻率段函數(shù)S₁(f)、S₂(f)、S₃(f)，并獲得各個(gè)頻率段范圍內(nèi)壓縮機(jī)表面的振動(dòng)位移最大值S₁(f₁)、S₂(f₂)、S₃(f₃)；

將上述的低中高各個(gè)頻率段范圍內(nèi)的最大位移值S_i(f_i)(i＝1,2,3)分別作為載荷激勵(lì)加載到壓縮機(jī)表面對(duì)稱的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，并約束壓縮機(jī)腳底面和特定配管管口，分別進(jìn)行三次求解計(jì)算，并對(duì)三次求解計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整合，得到壓縮機(jī)全頻段運(yùn)行范圍內(nèi)的配管振動(dòng)應(yīng)力曲線，仿真結(jié)束。

如圖3所示，為整合后配管某部位應(yīng)力—頻率曲線圖，其曲線形狀與實(shí)測(cè)配管應(yīng)力—頻率曲線基本一致，實(shí)測(cè)配管應(yīng)力—頻率曲線如圖4所示。仿真結(jié)果還可以獲得最大應(yīng)力值處的頻率振型圖。

需要指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是很容易在此基礎(chǔ)上進(jìn)行若干潤(rùn)飾和改動(dòng)。故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的權(quán)利范圍。