涡旋盘是涡旋压缩机实现对气体压缩的核心部件,压缩机工作时涡旋盘上作用有气体载荷、温度载荷和惯性力载荷等,在各载荷的作用下涡旋盘的应力应变分布规律对压缩机工作的稳定性、效率和使用寿命有着重要的影响。建立合理准确的各载荷模型是研究多载荷耦合作用下涡旋盘应力应变分布规律及其影响的关键问题之一。本文首先根据涡旋压缩机结构特点和热力工作过程,构建了涡旋盘的非线性温度分布模型,将压缩腔气体的流动区域划分为两部分,通过对气体主湍流区的温度求解,以傅里叶导热公式为桥梁,求得层流底层的温度,再将层流底层的温度等效为涡旋齿壁面温度,建立了更接近实际工况的动涡旋盘非线性温度载荷模型。其次,分别以动涡旋盘、静涡旋盘和装配体为研究对象,使用有限元法求解出了在非线性温度载荷、气体力载荷、惯性力载荷以及多载荷耦合作用下涡旋盘的应力应变分布规律:从三种载荷引起的应力大小来看,气体力载荷引起的应力最大,但是从引起形变量的角度观察,温度载荷引起了最大形变;非线性温度载荷的施加使动涡旋盘的形变量明显增大,说明该载荷对其性能影响最大;气体力载荷引起的最大形变发生在第二压缩腔;惯性载荷对涡旋盘产生的形变最小,与其它载荷相比小了几个数量级;温度载荷的施加对动涡旋盘总体形变分布产生影响,使最大形变位置由第二压缩腔移至排气腔齿顶。第三,对静涡旋盘以及装配体进行了非线性温度载荷、气体力载荷以及耦合载荷下的应力应变分析。研究发现,由于散热片的存在,静涡旋盘的总体形变减小;两涡旋盘装配后,由于相互产生了干涉作用,应力应变均出现了较大程度的下降。最后,设定不同材质的动涡旋盘,加载不同载荷后比较形变规律。对铸铁、铸铜、铸铝材料的动涡旋盘进行了温度载荷、气体力载荷以及耦合载荷下齿顶和齿根的径向与轴向形变分析。结果表明,在各种载荷作用下,三种材质动涡旋盘的形变趋势一致。铸铝材质涡旋盘形变始终大于其它两种材质。铸铁材质的涡旋盘在各种载荷下形变最小,产生的间隙最小,最适合作为涡旋盘的制作材料。本文对涡旋盘温度载荷加载方式加以改进,对单独涡旋盘和装配体在不同载荷下的应力应变规律进行了更贴近实际工况的求解,还分析对比了不同材料涡旋盘在各类载荷下的形变情况,对涡旋盘的设计和选材有重要的理论和工程指导意义。