CN107133419B - 空调器管路系统设计全周期振动评价方法 - Google Patents

空调器管路系统设计全周期振动评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及空调技术领域，其公开了一种空调器管路系统设计全周期振动评价方法，提高空调压缩机管路系统振动可靠性，降低管路断裂风险，增加管路寿命。本发明在空调器管路系统概念设计阶段，通过管路振动仿真就能评价该压缩机管路振动状况，根据评价结果确定管路能否加工，减少设计成本，提高管路试制成功率；然后依据应力实验测试数据，作为压缩机载荷激励反求中的动态响应参数，保证应力实验测试数据的可靠性，将管路振动仿真与应力测试实验进行协同研究，提高空调器压缩机管路系统的振动可靠性。

Description

空调器管路系统设计全周期振动评价方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及空调器管路系统设计全周期振动评价方法。
背景技术
目前，应用CAE(计算机辅助设计)仿真技术在空调器管路系统概念设计方面的主要作用以方案择优为主，而利用CAE仿真技术手段在管路概念设计阶段评价管路振动状况研究较少。在管路进入样机加工阶段后，需做应力实验测试，根据实验结果评估管路振动水平，应力实验数据的准确性虽高，但不可避免还是会出现应力较大频率点的错判和漏判现象，降低了管路振动的可靠性，这就对应力实验数据的准确性提出更高的要求，传统技术提高应力实验数据准确性的方法以增加实验次数和应力测试点为主，这样增加了实验成本和测试周期。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种空调器管路系统设计全周期振动评价方法，提高空调压缩机管路系统振动可靠性，降低管路断裂风险，增加管路寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
空调器管路系统设计全周期振动评价方法，包括以下步骤：
a.在管路概念设计阶段，对压缩机管路系统进行振动仿真，若仿真结果满足管路振动仿真评价指标，则该空调管路系统进入实验样机加工阶段；若不满足，则对管路系统重新进行设计和优化，直至仿真结果满足其评价指标，然后进入实验样机加工阶段；
b.加工实验样机后，对空调管路系统进行应力测试实验，根据测出的应力数据、管路振动应力评价标准及设计需求判断该管路系统振动是否合格，若振动合格，则进入正样机加工阶段；若不合格，则返回概念设计阶段重新进行设计和优化；
c.根据上述应力测试数据，进行压缩机载荷激励反求，将反求出的载荷激励数据作为输入进行管路振动仿真，得到压缩机管路系统上应力实验监测点处的应力数据，再将得到的仿真数据与应力实验数据进行相互验证，根据仿真数据识别应力风险频率点。
作为进一步优化，步骤a中，在管路概念设计阶段，利用ANSYS Workbench软件中的谐响应分析模块对压缩机管路系统进行振动仿真。
作为进一步优化，步骤a中，对压缩机管路系统进行振动仿真中的初始激励为一固定节点旋转位移值，仿真对象为压缩机管路系统，仿真结果为压缩机管路系统上吸排气管弯位的应力-频率曲线。
作为进一步优化，步骤a中，所述管路振动仿真评价指标包括：仿真结果得到的压缩机管路系统吸排气弯位应力-频率曲线需满足：峰值点个数至多为3个，峰值点间隔至少为20Hz，40Hz以下峰值点最多为1个，曲线光顺度应尽量平滑。
作为进一步优化，步骤b中，所述应力测试实验中其应力测试部位为压缩机管路系统吸排气第一与第二弯位，应变片粘贴方向为纵横两向，两向合应力大小以小于或等于12.5MPa为合格标准。
作为进一步优化，步骤c中，所述进行压缩机载荷激励反求是基于载荷识别原理，依据压缩机管路系统的动态响应和压缩机管路系统函数，在频域内反求压缩机载荷激励，反求得到压缩机在其每个运行频率点下的载荷激励；然后分别将该激励作为输入进行管路振动仿真，得到压缩机管路系统在压缩机各个运行频率点处的应力数据。
本发明的有益效果是：
在空调器管路系统概念设计阶段，通过管路振动仿真就能评价该压缩机管路振动状况，根据评价结果确定管路能否加工，减少设计成本，提高管路试制成功率；然后依据应力实验测试数据，作为压缩机载荷激励反求中的动态响应参数，保证应力实验测试数据的可靠性，将管路振动仿真与应力测试实验进行协同研究，提高空调器压缩机管路系统的振动可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例中空调器管路系统设计全周期振动评价方法流程图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种空调器管路系统设计全周期振动评价方法，提高空调压缩机管路系统振动可靠性，降低管路断裂风险，增加管路寿命。本发明中，在空调器管路系统概念设计阶段，通过管路振动仿真就能评价该压缩机管路振动状况，根据评价结果确定管路能否加工，减少设计成本，提高管路试制成功率；然后依据应力实验测试数据，作为压缩机载荷激励反求中的动态响应参数，保证应力实验测试数据的可靠性，将管路振动仿真与应力测试实验进行协同研究，提高空调器压缩机管路系统的振动可靠性。
下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述：
如图1所示，本实施例中的空调器管路系统设计全周期振动评价方法，具体步骤如下：
(1)在管路概念设计阶段，利用ANSYS Workbench软件中的谐响应分析模块对压缩机管路系统进行振动仿真，若仿真结果满足管路振动仿真评价指标，则该空调管路系统进入样机加工阶段，若不满足，则对管路系统重新进行设计和优化，直至仿真结果满足其评价指标，进入实验样机加工阶段；
上述仿真属于线性动力学领域，谐响应仿真分析采用完全法，仿真模型必须无任何配重；仿真中的初始激励为一固定节点旋转位移值，仿真对象为压缩机管路系统，仿真结果为压缩机管路系统上吸排气管弯位的应力-频率曲线，仿真属于振动问题分类中的响应计算；
上述仿真评价指标内容主要包括：仿真结果得到压缩机管路系统吸排气弯位应力-频率曲线需满足：其峰值点个数至多为3个，峰值点间隔至少为20Hz，40Hz以下峰值点最多为1个，曲线光顺度应尽量平滑；
(2)加工实验样机后，对空调管路系统进行应力测试实验，根据测出的应力数据、管路振动应力评价标准及设计需求判断该管路系统振动是否合格，若振动合格，则进入正样机加工阶段，若不合格，则返回概念设计阶段重新进行设计和优化；
上述应力测试实验中其应力测试部位为压缩机管路系统吸排气第一与第二弯位，应变片粘贴方向为纵横两向，两向合应力大小以小于等于12.5MPa为合格标准。
(3)根据上述应力测试数据，进行压缩机载荷激励反求，将反求出的载荷激励数据作为输入进行管路振动仿真，得到压缩机管路系统上应力实验监测点处的应力数据，得到的仿真数据与应力实验数据进行相互验证，并根据所得仿真数据识别应力风险点。
上述压缩机载荷激励反求是基于载荷识别原理，依据压缩机管路系统的动态响应和压缩机管路系统函数，在频域内反求压缩机载荷激励，反求得到压缩机在其每个运行频率点下的载荷激励；然后分别将该激励作为输入进行管路振动仿真，得到压缩机管路系统在压缩机各个运行频率点处的应力数据；这种方法能对应力实验数据进行检测和验证，识别由外部干扰因素导致的应力实验不能识别的应力风险点，提高管路振动可靠性。
需要指出的是，本发明请求保护的方案包含但不限于上述实施例内容，对相同技术领域的普通技术人员来说是很容易在此基础上进行若干润饰和改动。故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.空调器管路系统设计全周期振动评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在管路概念设计阶段，对压缩机管路系统进行振动仿真，若仿真结果满足管路振动仿真评价指标，则该空调管路系统进入实验样机加工阶段；若不满足，则对管路系统重新进行设计和优化，直至仿真结果满足其评价指标，然后进入实验样机加工阶段；
b.加工实验样机后，对空调管路系统进行应力测试实验，根据测出的应力数据、管路振动应力评价标准及设计需求判断该管路系统振动是否合格，若振动合格，则进入正样机加工阶段；若不合格，则返回概念设计阶段重新进行设计和优化；
c.根据上述应力测试数据，进行压缩机载荷激励反求，将反求出的载荷激励数据作为输入进行管路振动仿真，得到压缩机管路系统上应力实验监测点处的应力数据，再将得到的仿真数据与应力实验数据进行相互验证，根据仿真数据识别应力风险频率点。
2.如权利要求1所述的空调器管路系统设计全周期振动评价方法，其特征在于，步骤a中，在管路概念设计阶段，利用ANSYS Workbench软件中的谐响应分析模块对压缩机管路系统进行振动仿真。
3.如权利要求1所述的空调器管路系统设计全周期振动评价方法，其特征在于，步骤a中，对压缩机管路系统进行振动仿真中的初始激励为一固定节点旋转位移值，仿真对象为压缩机管路系统，仿真结果为压缩机管路系统上吸排气管弯位的应力-频率曲线。
4.如权利要求1所述的空调器管路系统设计全周期振动评价方法，其特征在于，步骤a中，所述管路振动仿真评价指标包括：仿真结果得到的压缩机管路系统吸排气弯位应力-频率曲线需满足：峰值点个数至多为3个，峰值点间隔至少为20Hz，40Hz以下峰值点最多为1个，曲线光顺度应尽量平滑。
5.如权利要求1所述的空调器管路系统设计全周期振动评价方法，其特征在于，步骤b中，所述应力测试实验中其应力测试部位为压缩机管路系统吸排气第一与第二弯位，应变片粘贴方向为纵横两向，两向合应力大小以小于或等于12.5MPa为合格标准。
6.如权利要求1所述的空调器管路系统设计全周期振动评价方法，其特征在于，步骤c中，所述进行压缩机载荷激励反求是基于载荷识别原理，依据压缩机管路系统的动态响应和压缩机管路系统函数，在频域内反求压缩机载荷激励，反求得到压缩机在其每个运行频率点下的载荷激励；然后分别将该激励作为输入进行管路振动仿真，得到压缩机管路系统在压缩机各个运行频率点处的应力数据。
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