提高空压机动力总成模态仿真精确度的研究
能源与动力工程资助企业: 英格索兰公司
企业导师: 蒲大宇 张绪洲
指导教师: 张会生
项目成员: 吕浩然,翁诗杰
项目概述
空压机是一种能够将低压气体转化为高压气体的动力设备,因其特殊功能在制冷设备、机械制造和国防军工等领域均有广泛应用。空压机在运行过程中不可避免存在振动问题,空压机动力总成由主机、电机、联轴器、齿轮箱、油箱等组成,由于结构复杂,企业目前模态仿真和实验测试间存在较大差距。本项目希望能够识别清楚影响动力总成模拟仿真结果准确性的影响因素及其贡献度大小,并能够建立提高准确度的仿真技术。
项目目标
基于需求分析,认为整体设计的核心理念有两点。一为模拟仿真的准确性,模拟仿真结果与实验差异应控制在5%以内,以满足新产品正向开发的需求;二为高效性,在保证精确度的情况下一切参数以高计算效率为先,减少仿真时间,降低成本。确定不同参数和条件以及不同建模方法对模态分析结果的影响和贡献度大小,研究使仿真结果最准确、效率最高的参数设置和建模方法,形成一套完整的模态仿真流程和方法,提高模态仿真的精确度。
项目成果
完成了对模态仿真中各参数的敏感性分析研究,得出了材料属性、部件质心、内部温度和内部压力对模态仿真结果的影响程度大小;研究了螺栓、轴承、齿轮等关键部件的不同仿真方法对仿真精度的影响,并通过集成螺栓、轴承、齿轮误差最小的仿真方法,构建了一个综合仿真模型;形成了一套精确度更高的模态仿真流程方法,改进后的仿真结果与实验测试的各阶模态误差均降低到10%以内,平均误差降低到5%以内,为新产品的正向开发提供支持。