變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及空調(diào)，提供一種變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，需結(jié)合變頻空調(diào)器每年在制冷、制熱季節(jié)的工作工況及各頻率點對管路振動的實際貢獻量，對變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命進行估算。通過加權(quán)計算變頻空調(diào)器的平均運行頻率，并確定變頻空調(diào)器的工作工況和各運行頻率點的權(quán)重，再根據(jù)管路材料本身的疲勞特性及測試得到的各頻率點下振動最大應(yīng)力值，分別計算變頻空調(diào)器在一年內(nèi)啟動、運行、停機狀態(tài)下管路的疲勞損傷，通過疲勞損傷累積計算得到變頻空調(diào)器管路系統(tǒng)振動疲勞壽命。本發(fā)明適用于變頻空調(diào)器。
【專利說明】
變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及空調(diào)，尤其涉及變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，空調(diào)行業(yè)普遍采用管路應(yīng)力應(yīng)變測試來評價管路振動可靠性以及評估管路 振動壽命，通常是以測得的管路振動最大應(yīng)力值進行評價和疲勞壽命計算，如果最大應(yīng)力 值超出企業(yè)內(nèi)定標準，即視為不合格，但變頻空調(diào)器不同于定頻壓縮機單一頻率點的工作 模式，其工作頻率點眾多，在壓縮機啟動、運行、停止過程中各頻率點對管路振動貢獻量并 不相同，且在空調(diào)器正常工作過程中各頻率點運行的概率也不一樣，因此對變頻空調(diào)器管 路振動疲勞壽命計算不同于定頻空調(diào)器的計算方法。但是，目前尚未針對變頻空調(diào)器提出 一種計算管路系統(tǒng)振動疲勞壽命的方法，而企業(yè)里對變頻空調(diào)管路振動疲勞壽命的計算方 法仍按定速機的計算方式，即采用恒定的許用應(yīng)力[σ]來估算管路的振動疲勞壽命。
[0003] 隨著空調(diào)行業(yè)變頻化的形成，變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法的局限性更 加明顯，以管路單一許用應(yīng)力來計算管路振動疲勞壽命的方法已無法滿足變頻空調(diào)器管路 振動可靠性評價及設(shè)計的要求，需結(jié)合變頻空調(diào)器實際工作工況及各頻率點對管路振動的 實際貢獻量提出一種準確計算變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對變頻空調(diào)器管路振動評價及疲勞壽命計算方法 存在的不足，提供一種變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，需結(jié)合變頻空調(diào)器實際工 作工況及各頻率點對管路振動的影響，對變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命進行估算。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算 方法，包括以下步驟：
[0006] a.根據(jù)變頻空調(diào)器每年在制冷和制熱季節(jié)發(fā)生的各個溫度，確定各個溫度下的頻 率，并將各個溫度下的頻率加權(quán)計算得到變頻空調(diào)器的平均運行頻率；
[0007] b.基于變頻空調(diào)器的平均運行頻率以及一年內(nèi)總運行時間，求出變頻空調(diào)器一年 內(nèi)在運行狀態(tài)的振動次數(shù)，以及變頻空調(diào)器一年內(nèi)啟動次數(shù)、停機次數(shù)；
[0008] 基于啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)下各頻率點發(fā)生的時間、以及變頻空調(diào)器一年內(nèi)總運行 時間，確定變頻空調(diào)器在啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)在各頻率點的權(quán)重；
[0009] 基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)總運行時間、運行狀態(tài)下各頻率發(fā)生的時間、以及啟動狀 態(tài)和停機狀態(tài)下發(fā)生的總時間，確定變頻空調(diào)器在運行狀態(tài)下各頻率點的權(quán)重；
[0010] 根據(jù)管路材料本身的疲勞特性及各頻率點下測試得到的振動最大應(yīng)力，確定管路 在運行狀態(tài)下各頻率點的振動疲勞壽命；同時，根據(jù)啟動應(yīng)力和停機應(yīng)力分別確定管路在 啟動應(yīng)力下的振動疲勞壽命、停機應(yīng)力下的振動疲勞壽命；
[0011] c.基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)啟動次數(shù)、啟動狀態(tài)各頻率點以及在各頻率點的權(quán)重、 啟動應(yīng)力下的振動疲勞壽命，計算啟動狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷；
[0012] 基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)停機次數(shù)、停機狀態(tài)各頻率點以及在各頻率點的權(quán)重、停 機應(yīng)力下的振動疲勞壽命，計算停機狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷；
[0013] 基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)在運行狀態(tài)的振動次數(shù)、運行狀態(tài)下各頻率點以及在各頻 率點的權(quán)重、運行狀態(tài)下各頻率點的振動疲勞壽命、所述平均運行頻率，計算運行狀態(tài)下各 頻率點的疲勞損傷；
[0014] d.通過累積計算，分別得到變頻空調(diào)器一年內(nèi)在啟動、運行、停機狀態(tài)下管路的累 積疲勞損傷；
[0015] e.綜合變頻空調(diào)器一年內(nèi)在啟動、運行、停機狀態(tài)下管路的累積疲勞損傷，計算變 頻空調(diào)器管路系統(tǒng)振動疲勞壽命。
[00?6]具體的，步驟a具體包括：
[0017] al.根據(jù)建筑負荷與變頻空調(diào)器的制冷、制熱能力建立頻率-溫度數(shù)學關(guān)系；
[0018] a2.根據(jù)變頻空調(diào)器每年在制冷和制熱季節(jié)發(fā)生的各個溫度以及所述頻率-溫度 數(shù)學關(guān)系，確定各個溫度下的頻率；
[0019] a3.將各個溫度下的頻率加權(quán)計算得到變頻空調(diào)器的平均運行頻率。
[0020] 具體的，步驟b中通過模擬變頻空調(diào)器用戶使用工況，確定變頻空調(diào)器啟動狀態(tài)和 停機狀態(tài)的時間過程和頻率分布，從而確定啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)下運行的頻率點及各頻率 點發(fā)生的時間。
[0021] 具體的，步驟b在求啟動狀態(tài)或運行狀態(tài)或停機狀態(tài)下振動疲勞壽命時，包括以下 步驟：
[0022] bl.根據(jù)管路材料的疲勞壽命實驗數(shù)據(jù)，對管路振動可靠性進行分析，建立管路振 動應(yīng)力與振動疲勞壽命之間的數(shù)學模型；
[0023] b2.基于啟動狀態(tài)或運行狀態(tài)或停機狀態(tài)下在各頻率點測試得到的振動最大應(yīng)力 以及所述數(shù)學模型，確定該狀態(tài)下的振動疲勞壽命。
[0024]進一步的，步驟b2中振動最大應(yīng)力的獲得步驟包括：
[0025] b21.對變頻空調(diào)壓縮機管路系統(tǒng)進行仿真分析，確定變頻空調(diào)管路系統(tǒng)振動疲勞 最薄弱部位，將最薄弱部位作為管路應(yīng)力測試時的測試點；
[0026] b22.從低到高設(shè)定變頻壓縮機的各頻率點，并逐點測試各個測試點在各頻率點對 應(yīng)的主應(yīng)力，通過比較各測試點的主應(yīng)力，確定運行狀態(tài)各頻率點的最大主應(yīng)力，所述各頻 率點的最大主應(yīng)力即為運行狀態(tài)各頻率點的振動最大應(yīng)力；
[0027] 逐點測試各個測試點在啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)下各頻率點的主應(yīng)力，通過比較各測 試點的主應(yīng)力，確定啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)各頻率點的最大主應(yīng)力，所述啟動狀態(tài)、停機狀態(tài) 各頻率點的最大主應(yīng)力即分別啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)各頻率點的振動最大應(yīng)力。
[0028] 進一步的，步驟b22通過頻閃儀和應(yīng)變計測試各個測試點的主應(yīng)力。
[0029]進一步的，步驟b22測試主應(yīng)力的具體步驟為：
[0030] b221.將連接空調(diào)器壓縮機排氣口的管路的第一彎位和第二彎位、以及連接空調(diào) 器壓縮機吸氣口的管路的第一彎位和第二彎位作為待測彎位，并將待測彎位上對應(yīng)其分角 線的部位作為可能粘貼應(yīng)變計的初級測試部位；
[0031] 用頻閃儀觀察管路系統(tǒng)的U型彎的振動方向，通過U型彎的振動方向，在所述初級 測試部位上確定具體的應(yīng)力測試點，其中，所述U型彎為與所述測試彎位連接的彎位，并且 所述U型彎處于管路系統(tǒng)的下端；
[0032] b222,在所述應(yīng)力測試點粘貼軸向和徑向兩片相互垂直的應(yīng)變計，其中，軸向為沿 管路中心軸線的方向，徑向為沿管路的截面半徑的方向；
[0033] b223.通過應(yīng)變計確定應(yīng)力測試點處的軸向應(yīng)力值和徑向應(yīng)力值，根據(jù)彈性力學 原理，得到應(yīng)力測試點的主應(yīng)力。
[0034] 本發(fā)明的有益效果是:通過建立頻率-溫度數(shù)學關(guān)系，能夠確定任意工況下變頻空 調(diào)器的工作頻率。通過變頻空調(diào)器啟動、停機過度工況各頻率點運行的權(quán)重，并考慮了變頻 空調(diào)器啟動和停機狀態(tài)對管路造成的振動疲勞損傷，能更加全面、準確的計算管路振動疲 勞壽命，避免了當前變頻空調(diào)器管路振動可靠性評價與疲勞壽命計算中因主觀判定造成的 錯誤。
【附圖說明】
[0035]圖1是變頻空調(diào)器壓縮機管路系統(tǒng)正面圖；
[0036]圖2是變頻空調(diào)器壓縮機管路系統(tǒng)背面圖；
[0037]圖3是應(yīng)變計設(shè)置方式示意圖。
[0038] 圖中編號：1為壓縮機，2為管路，3為應(yīng)變計，4為待測彎位的分角線，5為U型彎，Mi、 M2、M3、M4為各個測試點。
【具體實施方式】
[0039] 本發(fā)明通過加權(quán)計算變頻空調(diào)器平均運行頻率，同時確定變頻空調(diào)器工作工況以 及各頻率點運行權(quán)重，進而獲得變頻空調(diào)器在啟動、運行、停機狀態(tài)下各頻率點對管路造成 的疲勞損傷，通過疲勞損傷累積計算，從而得到變頻空調(diào)器管路系統(tǒng)的疲勞壽命。以下通過 附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明，實施例的具體步驟如下：
[0040] 1、首先根據(jù)建筑負荷與變頻空調(diào)器的制冷、制熱能力建立變頻空調(diào)器運行頻率與 室外溫度的數(shù)學關(guān)系，其中，制冷:f 1 lAiTi+Bi、制熱:f2 = A2T2+B2;再根據(jù)變頻空調(diào)器每年在 制冷和制熱季節(jié)發(fā)生的各個溫度以及所建立的頻率-溫度數(shù)學關(guān)系，確定變頻空調(diào)器每年 在制冷和制熱季節(jié)下發(fā)生的頻率f l3，其總時間為Η小時，將各個溫度下的運行頻率加權(quán)計算 得到變頻空調(diào)器的平均運行頻率為f Hz，則變頻空調(diào)器一年內(nèi)在運行狀態(tài)的振動次數(shù)為m =H*f*60*60次，本實施例按每小時變頻空調(diào)器啟、停各一次計算，得一年啟動次數(shù)為m、停 機次數(shù)為n2，m = n2 = W：^。
[0041 ] 2、變頻空調(diào)器各頻率的權(quán)重的確定：
[0042] a、通過模擬變頻空調(diào)器用戶使用工況，確定變頻空調(diào)器啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)的時 間過程和頻率分布，從而確定啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)下運行的頻率點及各頻率點發(fā)生的時 間。其中，變頻空調(diào)器一年內(nèi)總時間為Η小時，啟動狀態(tài)運行的頻率點fii及對應(yīng)運行時間為 hil，則啟動狀態(tài)各頻率點運行的權(quán)重為匕=^ :停機狀態(tài)運行的頻率點fi2及對應(yīng)運行時間 II 為h12，則停機狀態(tài)各頻率點運行的權(quán)重為乃2 = I。
[0043] b、用戶確定變頻空調(diào)器每年需要制冷和制熱的各溫度Tl3以及各溫度Tl3下的運行 頻率f13;確定變頻空調(diào)器在各頻率下f13的運行時間；再基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)總運行時 間、各頻率下發(fā)生的時間、以及啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)的總時間，確定變頻空調(diào)器運行時在各 頻率點的權(quán)重。其中，啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)的總時間分別為m、h 2，變頻空調(diào)器一年內(nèi)總運行 時間為H、各頻率fl3下的運行時間為hl3,則各頻率點的權(quán)重pl3為
[0044] 3、根據(jù)管路材料的疲勞壽命實驗數(shù)據(jù)，對銅管振動可靠性進行理論分析，建立銅 管振動應(yīng)力S與振動疲勞壽命N之間的數(shù)學模型為LogS = ALogN+B。利用啟動、運行、停機狀 態(tài)下各頻率點的管路振動應(yīng)力，可以快速得到啟動、運行、停機狀態(tài)下各頻率點的振動疲勞 壽命N。變頻空調(diào)管路系統(tǒng)振動疲勞最薄弱部位將決定管路系統(tǒng)的整體壽命，因此，應(yīng)選用 在啟動、運行、停機狀態(tài)下管路疲勞最薄弱的部位作為測試點，即管路上發(fā)生最大應(yīng)力的部 位。具體步驟如下：
[0045] a.變頻空調(diào)管路系統(tǒng)振動疲勞最薄弱部位的確定：
[0046] 對變頻空調(diào)壓縮機管路系統(tǒng)進行有限元仿真分析，確定壓縮機管路系統(tǒng)中應(yīng)力最 大的部位，通常壓縮機管路2系統(tǒng)中應(yīng)力較大的部位主要位于壓縮機1排氣口的第一彎位和 第二彎位，吸氣口的第一彎位和第二彎位以及振幅最大部位相鄰的彎位，將這些應(yīng)力較大 的部位作為管路應(yīng)力測試時的待測彎位。
[0047] b.應(yīng)力測試點和主應(yīng)力的確定：
[0048]首先，將待測彎位上對應(yīng)其分角線4的部位作為初級測試部位，應(yīng)變計3可能粘貼 在初級測試部位四周的任何位置，因此還需進一步確定具體的測試點。
[0049] 然后，用頻閃儀觀察管路系統(tǒng)的U型彎5的振動方向，將與U型彎5的振動方向相同 的方向作為應(yīng)變計3在所述初級測試部位上的方位，從而確定在所述初級測試部位上的具 體的應(yīng)力測試點，其中，這里所說的U型彎5為與所述測試彎位連接的彎位，并且所述U型彎5 處于管路2系統(tǒng)的下端，如圖1和圖2所示。具體的來說，如果與U型彎5的振動方向相同的方 向為前后振動方向，則如圖3所示應(yīng)將測試點選在彎位的前方再進行應(yīng)變計粘貼，或者選在 彎位的后方再進行應(yīng)變計粘貼;如果與U型彎5的振動方向相同的方向為左右振動方向，則 應(yīng)將測試點選在彎位的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)，再進行應(yīng)變計粘貼。本例中各個應(yīng)力測試點如圖1所 示，分別記為:測試點施、測試點此、測試點M 3、測試點M4。
[0050] 最后，如圖3所示，在應(yīng)力測試點粘貼軸向和徑向兩片相互垂直的應(yīng)變計3,其中， 軸向為沿管路中心軸線的方向；徑向為沿管路的截面半徑的方向。由此可得到管路2上各測 試點處的軸向和徑向應(yīng)力值〇\和~，根據(jù)彈性力學知識，可得測試點的主應(yīng)力 〇為：
，主應(yīng)力σ的方向爻
[0051] c.測試變頻空調(diào)器在啟動、運行、停機狀態(tài)下管路振動的最大應(yīng)力值：
[0052] i、測試變頻空調(diào)器在運行狀態(tài)下各個工作頻率點對應(yīng)的最大應(yīng)力值。使用頻率設(shè) 定器手動設(shè)定變頻壓縮機的運行頻率點從低到高運行進行逐點測試，得到各測試點此、 M2、…、Μη在工作頻率fi下的主應(yīng)力，分別記為δΜη，δΜ2?，…，δΜι?，將測試點中的最大應(yīng)力值作 為該工作頻率fi下管路振動的最大應(yīng)力值，即3i=max{3Mii，δ??，…，δΜι?};
[0053] ii、測試變頻空調(diào)壓縮機啟動狀態(tài)時管路振動的最大應(yīng)力值，反復5次，分別記錄 各測試點]?1、]\12、'"、]^，5次測試的數(shù)據(jù)為：<5；1&1，4 2，43，44，45其中1^=1，2，"，11; 取5次的平均值為最終結(jié)果，即
，則啟動狀態(tài)的最大 應(yīng)力值δι為
[0054] iii、同理根據(jù)步驟ii中的測試方法，獲得變頻空調(diào)壓縮機停機狀態(tài)管路振動的最 大應(yīng)力值δ2^
其牛
k=l，2，.·_，η〇
[0055] d.通所建立的數(shù)學模型以及步驟c中求得的最大應(yīng)力值，確定管路在運行狀態(tài)下 各頻率點的振動疲勞壽命，以及在啟動應(yīng)力下的振動疲勞壽命、停機應(yīng)力下的振動疲勞壽 命。
[0056] 4、結(jié)合步驟1、2、3所求參數(shù)，計算各種狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷：
[0057] a、啟動狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷Ru為：
其中，Nu為管路在的啟動 應(yīng)力下各頻率點的疲勞壽命，m為一年內(nèi)變頻空調(diào)器啟動次數(shù)，(：η = Η*60*60*?·η*ρη為啟 動狀態(tài)下各頻率點fil管路的振動次數(shù)，Pil為啟動狀態(tài)各頻率點fil運行的權(quán)重；
[0058] b、停機狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷Rl2為：
，其中，Nl2為管路在停機應(yīng) 力下各頻率點的疲勞壽命，n2為一年內(nèi)變頻空調(diào)器停機次數(shù)，Ci2 = H*60*60*f i2*pi2為停機 狀態(tài)下各頻率點fi2管路的振動次數(shù)，Pi2為停機狀態(tài)各頻率點fi2運行的權(quán)重；
[0059] c、變頻空調(diào)器運行狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷Ri3為：
其中，m = H*60* 60*fi3*pi3為變頻空調(diào)器一年內(nèi)管路在該頻率點的振動次數(shù)，Pi3為運行狀態(tài)下各頻率點fi3 的權(quán)重，變頻空調(diào)器在頻率fi下運行時管路產(chǎn)生的最大應(yīng)力為Si，則Ni為在最大應(yīng)力δ?作用 下的疲勞壽命。
[ΟΟ?Ο] 此外，在計算m時，本實施例可以采用加權(quán)計算后的平均運行頻率f，此時m = n3* Pi3*fi3/f，則
，其中，Pi3為運行狀態(tài)下各頻率點fi3的權(quán)重。技術(shù)人員在計算 時，常常需要快速估算運行狀態(tài)下某一頻率點的疲勞損傷Rl3，這里基于平均運行頻率f，我 們可以快速地估算運行狀態(tài)下任意頻率點fi3的疲勞損傷Ri3。
[0061] 需要說明的是，步驟2-4的順序不局限于實施例，實際應(yīng)用時是可以相互交換的。
[0062] 5、通過累積計算，分別得到變頻空調(diào)器一年內(nèi)在啟動、運行、停機狀態(tài)下管路的累 積疲勞損傷：
[0063] a.啟動狀態(tài)下管路的累積疲勞損傷辦為：
，其中，nu為啟動狀態(tài)運行 的頻率點個數(shù)；
[0064] b.停機狀態(tài)下管路的累積疲勞損傷此為：
，其中，1112為停機狀態(tài)運行 的頻率點個數(shù)；
[0065] c.運行狀態(tài)下管路的累積疲勞損傷R3為：
_其中，m3為運行狀態(tài)的頻率點 個數(shù)。
[0066] 6、變頻空調(diào)器工作一年后，各種狀態(tài)下管路的疲勞損傷累積R為:RzRi+fc+fc，得 到變頻空調(diào)器管路系統(tǒng)的疲勞壽命T為:Γ " A
[0067]需要指出的是，上面所述只是用圖解說明本發(fā)明的一些原理，由于對相同技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說是很容易在此基礎(chǔ)上進行若干修改和改動的。因此，本說明書并非 是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，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)明所申請的專利范圍。
【主權(quán)項】
1. 變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 根據(jù)變頻空調(diào)器每年在制冷和制熱季節(jié)發(fā)生的各個溫度，確定各個溫度下的頻率， 并將各個溫度下的頻率加權(quán)計算得到變頻空調(diào)器的平均運行頻率； b. 基于變頻空調(diào)器的平均運行頻率以及一年內(nèi)總運行時間，求出變頻空調(diào)器一年內(nèi)在 運行狀態(tài)的振動次數(shù)，以及變頻空調(diào)器一年內(nèi)啟動次數(shù)、停機次數(shù)； 基于啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)下各頻率點發(fā)生的時間、以及變頻空調(diào)器一年內(nèi)總運行時 間，確定變頻空調(diào)器在啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)在各頻率點的權(quán)重； 基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)總運行時間、運行狀態(tài)下各頻率發(fā)生的時間、以及啟動狀態(tài)和 停機狀態(tài)下發(fā)生的總時間，確定變頻空調(diào)器在運行狀態(tài)下各頻率點的權(quán)重； 根據(jù)管路材料本身的疲勞特性及各頻率點下測試得到的振動最大應(yīng)力，確定管路在運 行狀態(tài)下各頻率點的振動疲勞壽命；同時，根據(jù)啟動應(yīng)力和停機應(yīng)力分別確定管路在啟動 應(yīng)力下的振動疲勞壽命、停機應(yīng)力下的振動疲勞壽命； c .基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)啟動次數(shù)、啟動狀態(tài)各頻率點以及在各頻率點的權(quán)重、啟動 應(yīng)力下的振動疲勞壽命，計算啟動狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷； 基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)停機次數(shù)、停機狀態(tài)各頻率點以及在各頻率點的權(quán)重、停機應(yīng) 力下的振動疲勞壽命，計算停機狀態(tài)下各頻率點的疲勞損傷； 基于變頻空調(diào)器一年內(nèi)在運行狀態(tài)的振動次數(shù)、運行狀態(tài)下各頻率點以及在各頻率點 的權(quán)重、運行狀態(tài)下各頻率點的振動疲勞壽命、所述平均運行頻率，計算運行狀態(tài)下各頻率 點的疲勞損傷； d. 通過累積計算，分別得到變頻空調(diào)器一年內(nèi)在啟動、運行、停機狀態(tài)下管路的累積疲 勞損傷； e. 綜合變頻空調(diào)器一年內(nèi)在啟動、運行、停機狀態(tài)下管路的累積疲勞損傷，計算變頻空 調(diào)器管路系統(tǒng)振動疲勞壽命。2. 如權(quán)利要求1所述的變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，其特征在于，步驟a具 體包括： al.根據(jù)建筑負荷與變頻空調(diào)器的制冷、制熱能力建立頻率-溫度數(shù)學關(guān)系； a2.根據(jù)變頻空調(diào)器每年在制冷和制熱季節(jié)發(fā)生的各個溫度以及所述頻率-溫度數(shù)學 關(guān)系，確定各個溫度下的頻率； a3.將各個溫度下的頻率加權(quán)計算得到變頻空調(diào)器的平均運行頻率。3. 如權(quán)利要求1所述的變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，其特征在于，步驟b中 通過模擬變頻空調(diào)器用戶使用工況，確定變頻空調(diào)器啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)的時間過程和頻 率分布，從而確定啟動狀態(tài)和停機狀態(tài)下運行的頻率點及各頻率點發(fā)生的時間。4. 如權(quán)利要求1所述的變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，其特征在于，步驟b在 求啟動狀態(tài)或運行狀態(tài)或停機狀態(tài)下振動疲勞壽命時，包括以下步驟： bl.根據(jù)管路材料的疲勞壽命實驗數(shù)據(jù)，對管路振動可靠性進行分析，建立管路振動應(yīng) 力與振動疲勞壽命之間的數(shù)學模型； b2.基于啟動狀態(tài)或運行狀態(tài)或停機狀態(tài)下在各頻率點測試得到的振動最大應(yīng)力以及 所述數(shù)學模型，確定該狀態(tài)下的振動疲勞壽命。5. 如權(quán)利要求4所述的變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，其特征在于，步驟b2中 振動最大應(yīng)力的獲得步驟包括： b21.對變頻空調(diào)壓縮機管路系統(tǒng)進行仿真分析，確定變頻空調(diào)管路系統(tǒng)振動疲勞最薄 弱部位，將最薄弱部位作為管路應(yīng)力測試時的測試點； b22.從低到高設(shè)定變頻壓縮機的各頻率點，并逐點測試各個測試點在各頻率點對應(yīng)的 主應(yīng)力，通過比較各測試點的主應(yīng)力，確定運行狀態(tài)各頻率點的最大主應(yīng)力，所述各頻率點 的最大主應(yīng)力即為運行狀態(tài)各頻率點的振動最大應(yīng)力； 逐點測試各個測試點在啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)下各頻率點的主應(yīng)力，通過比較各測試點 的主應(yīng)力，確定啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)各頻率點的最大主應(yīng)力，所述啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)各頻 率點的最大主應(yīng)力即分別啟動狀態(tài)、停機狀態(tài)各頻率點的振動最大應(yīng)力。6. 如權(quán)利要求5所述的變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，其特征在于，步驟b22 通過頻閃儀和應(yīng)變計測試各個測試點的主應(yīng)力。7. 如權(quán)利要求6所述的變頻空調(diào)器管路振動疲勞壽命計算方法，其特征在于，步驟b22 測試主應(yīng)力的具體步驟為： b221.將連接空調(diào)器壓縮機排氣口的管路的第一彎位和第二彎位、以及連接空調(diào)器壓 縮機吸氣口的管路的第一彎位和第二彎位作為待測彎位，并將待測彎位上對應(yīng)其分角線的 部位作為可能粘貼應(yīng)變計的初級測試部位； 用頻閃儀觀察管路系統(tǒng)的U型彎的振動方向，通過U型彎的振動方向，在所述初級測試 部位上確定具體的應(yīng)力測試點，其中，所述U型彎為與所述測試彎位連接的彎位，并且所述U 型彎處于管路系統(tǒng)的下端； b222,在所述應(yīng)力測試點粘貼軸向和徑向兩片相互垂直的應(yīng)變計，其中，軸向為沿管路 中心軸線的方向，徑向為沿管路的截面半徑的方向； b223.通過應(yīng)變計確定應(yīng)力測試點處的軸向應(yīng)力值和徑向應(yīng)力值，根據(jù)彈性力學原理， 得到應(yīng)力測試點的主應(yīng)力。
【文檔編號】G06F19/00GK106033498SQ201610288432
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】鄧培生, 李越峰, 李峰, 冷少華
【申請人】四川長虹空調(diào)有限公司