往复式压缩机环状阀工作过程冲击应力分析
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摘要
本文对往复式压缩机环状阀工作过程冲击应力进行了分析。首先根据简化假设，用材料力学和薄板理论分析了环状阀工作过程中阀片与升程限制器及阀座正碰撞产生的冲击应力。然后应用大型有限元显式动力分析软件ANSYS／LS-DYNA，采用三维有限元模型动态分析了环状阀工作过程中阀片与升程限制器及阀座正碰撞和倾侧碰撞的冲击应力。分析表明阀片与升程限制器及阀座正碰撞产生的冲击应力较小，不会造成阀片断裂破坏。而阀片与阀座倾侧撞击应力较大，是阀片断裂破坏的主要原因。本文还通过采用有限元方法对不同参数的阀片冲击应力进行分析比较，得出了阀片厚度以及阀片倾侧运动幅度对环状阀工作过程冲击应力的影响，可据此指导环状阀可靠性设计。本文所做的这些工作，可以为往复式压缩机环状阀的可靠性设计及其他型式气阀的分析研究提供有价值的参考。
The impact load stress on the working process of the ring valve of reciprocating compressor is analyzed in this paper. Firstly, this paper analyzes the stress of the straight impaction of the valve plate against the lift limiter and the valve seat on the working process of the ring valve, with the theory of sheet and mechanics of materials on the simplified assumption. And then, the impact load stress on the working process of the ring valve is analyzed by means of ANSYS/LS-DYNA, large-scale explicit dynamics finite element analysis software, with the three-dimensional dynamic finite element model. The results show that stress of the straight impaction of the valve plate against the lift limiter and the valve seat is lesser than the stress of the inclined impaction of the valve plate against the valve seat. The stress of the inclined impaction of the valve plate against the valve seat is the reason of the rupture of the valve plate. In the end, the influence of the thickness of the valve plate and the amplitude of the valve plate inclined motion on the impact load stress on the working process of the ring valve is educed in this paper by the comparison of the stress of the impaction with different parameter. The work of this paper will be useful for the reliability design of the ring valve of reciprocating compressor and the study on other types of valve.
The impact load stress on the working process of the ring valve of reciprocating compressor is analyzed in this paper. Firstly, this paper analyzes the stress of the straight impaction of the valve plate against the lift limiter and the valve seat on the working process of the ring valve, with the theory of sheet and mechanics of materials on the simplified assumption. And then, the impact load stress on the working process of the ring valve is analyzed by means of ANSYS/LS-DYNA, large-scale explicit dynamics finite element analysis software, with the three-dimensional dynamic finite element model. The results show that stress of the straight impaction of the valve plate against the lift limiter and the valve seat is lesser than the stress of the inclined impaction of the valve plate against the valve seat. The stress of the inclined impaction of the valve plate against the valve seat is the reason of the rupture of the valve plate. In the end, the influence of the thickness of the valve plate and the amplitude of the valve plate inclined motion on the impact load stress on the working process of the ring valve is educed in this paper by the comparison of the stress of the impaction with different parameter. The work of this paper will be useful for the reliability design of the ring valve of reciprocating compressor and the study on other types of valve.
引文
1．王迪生，杨乐之，活塞式压缩机结构，北京：机械工业出版社，1990，1～19
2．林槑，吴业正，压缩机自动阀，西安：西安交通大学出版社，1991，1～5
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4．[日]T．Tajima等，压缩机气阀撞击疲劳的研究，1988年普渡国际压缩机工程会议论文选集，1988，124～130
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7．吴业正，往复式压缩机数学模型及应用，西安：西安交通大学出版社，1989，1～20
8．张华俊，考虑阀道传热的压缩机工作过程的数学模型：[学位论文]，西安：西安交通大学，1987
9．成凯佳，活塞式压缩机阀腔压力脉动的研究：[学位论文]，西安：西安交通大学，1987
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Proceedings of the 1986 Purdue Compressor Technology Conference, 1986, 382～397
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33. Olsson S, Improved Characteristics of Stainless Compressor Valve Steel,
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63．雷晓燕，有限元法，北京：中国铁道出版社，2000，1～27
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