基于聲共振的壓縮機部件破壞機理研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于聲共振的壓縮機部件破壞機理研究ResearchonFailureMechanismsforCompressorComponentsBasedonAcousticResonance學(xué)號：21004192大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要過去幾十年，葉輪機械氣動聲學(xué)現(xiàn)象一直被各種研究機構(gòu)所深入探索。航空航天：[業(yè)是這～領(lǐng)域研究的主要驅(qū)動力，因為噪音問題得到了人們越

2、來越多的關(guān)注。氣體介質(zhì)的聲共振，會產(chǎn)生強大的激振源，這一觀點己被人們所廣泛認同。但對于離心式壓縮機來說與此觀點相關(guān)的機理和理論卻知之甚少。氣體介質(zhì)的聲模態(tài)特性被認為是導(dǎo)致部件失效的根本原因。本文應(yīng)用聲模態(tài)仿真計算、有限元方法、頻譜分析、運行模態(tài)試驗方法等手段，以離心式壓縮機為研究對象，對其進行了聲模態(tài)仿真分析、結(jié)構(gòu)運行模態(tài)試驗分析和有限元分析、壓力脈動測試、噪聲源識別等多項工作。本文具體工作如下：(1)噪聲源定位。聲強測量是噪聲源定位的

3、最有效方法。本文通過采用離散點聲強測量對機組進行數(shù)據(jù)采集，得出噪聲源的分布情況和頻譜特征。結(jié)果證明：管道和壓縮機空腔是主要的噪聲源。噪聲源定位為后續(xù)的壓力脈動測試和聲模態(tài)仿真模擬奠定了基礎(chǔ)。(2)壓力脈動測試。壓力脈動是影響壓縮機工作的重要因素。通過對噪聲源定位，找到了主要噪聲部位和頻譜范圍。通過對不同工況下測點的壓力脈動測試，證實有葉擴壓器比無葉擴壓器產(chǎn)生的壓力脈動大；(3)聲模態(tài)模擬和驗證。通過理論分析和數(shù)值模擬計算，得出管道和壓縮

4、機空腔聲模態(tài)的固有頻率，并通過試驗驗證聲模態(tài)引起的氣流激振對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大沖擊；并對結(jié)構(gòu)模態(tài)進行分析。使用ANSYS分析管道試驗臺的固有頻率，證實管道的振動與結(jié)構(gòu)模態(tài)無關(guān)。通過對壓縮機機體的運行模態(tài)測試，證實葉片通過頻率處壓力脈動的產(chǎn)生與機組的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性無關(guān)。目前，對于壓縮機組聲模態(tài)特性的研究并不多。通過本文研究，不僅為延長壓縮機部件的使用壽命，提高壓縮機組的振動特性，而且對增強壓縮機的安全性和可靠度具有重大意義，為降低由聲共振引起的壓