多載荷耦合作用下渦旋壓縮機動渦旋盤的應力應變分析

（蘭州理工大學 石油化工學院，蘭州 730050）

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渦旋壓縮機是繼轉子壓縮機、往復式壓縮機、螺桿壓縮機之后的又一種新型高效容積式壓縮機。隨著主軸的高速旋轉，在其動靜渦旋盤嚙合的過程中，形成的壓縮腔容積會呈周期性變化，壓縮腔的容積隨著主軸的回轉不斷減小，從而將氣體由吸氣腔向排氣腔推進，使氣體壓力逐漸升高，進而完成氣體的壓縮［1］。動渦旋齒在工作過程中受到各種不同載荷的作用，主要包括：各個部件之間的摩擦力、不斷變化的氣體力、由中心向四周逐漸降低的高溫而產生的熱應力，由于高速旋轉產生的慣性載荷等［2］，因而渦旋齒的受力和形變對其工作性能會產生較大的影響。為了確保渦旋壓縮機可靠、安全、高效地運行，須對各種載荷單獨加載以及耦合作用時的應力應變的變化規律進行分析。劉振全等［3］通過對實際工況下動渦旋盤的受力分析，選用三維八節點有限元單元，對動渦旋盤上的應力分布規律進行了研究；殷俊等［4-5］對渦旋壓縮機受到的單一載荷和多個載荷作用下應力分布及形變規律進行了分析；Ooi等［6］對渦旋壓縮機內部對流換熱進行了研究；Lin等［7-8］對渦旋壓縮機內部溫度和應力形變進行了研究。然而在已有研究中，對動渦旋盤進行分析時都是將溫度場設定為渦旋齒溫度沿展角方向呈線性變化的，未考慮渦旋齒沿齒厚方向的溫度變化。而這種假設與實際工況相差較大。

本文根據工作……