基于nCode DesignLife的壓縮機連桿疲勞壽命分析

藺紹江，李 順，戴竟雄，何國庚

(1.湖北理工學院 機電工程學院，湖北 黃石 435003；2.黃石東貝電器股份有限公司，湖北 黃石 435000；3.華中科技大學 能源與動力工程學院，湖北 武漢 430074)

連桿是往復式壓縮機的重要零部件，其可靠性和使用壽命一直是壓縮機領域的研究熱點。連桿在壓縮機的工作過程中主要起到連接曲軸和活塞的作用，可以將電機作用在曲軸上的力矩傳遞至活塞及活塞銷，并將曲軸偏心軸的旋轉運動轉換為活塞的往復直線運動[1-4]。因此，連桿在工作過程中既存在隨曲軸偏心軸的圓周運動，也存在隨活塞的往復直線運動；承受著交變拉、壓應力、往復慣性力和旋轉慣性力，且在不同工況下還存在各類摩擦、沖擊和其他復雜受力情況[4]。如果連桿設計不合理，會出現應力集中、振動和噪音等問題，使其發生細微變形或磨損，降低曲柄連桿機構的傳動效率，嚴重時會導致壓縮機卡死，無法正常工作[5-6]。因此，在設計壓縮機連桿時，必須保證其具有足夠的強度、剛度及良好的疲勞強度。

由于連桿的工作環境復雜，僅將經驗公式作為連桿的設計依據是不準確的，同時通過試驗方法來判斷連桿設計是否合理不僅費時費力，也浪費原材料。隨著計算機技術的快速發展，有限元軟件的計算響應能力迅速提升，既提高了工程問題計算的準確性，又縮短了產品的設計周期，為優化機械零件結構和預防機械零件故障做出了重要貢獻。因此，本文擬運用有限元方法對壓縮機連桿進行疲勞壽命分析，以期對壓縮機連桿的優化設計、壽命預測及提高連桿的工作可靠性提供理論參考。……