【摘 要】
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涡旋压缩机属于容积式流体机械,其在运行时,动、静涡旋盘的变形使得轴向间隙发生变化,导致工作效率降低。因此,设计合理准确的涡旋盘模型是研究多载荷作用下涡旋盘应力应变规律及其影响的重要依据。本文基于温度引起涡旋齿变形造成的齿头粘连及动、静涡旋盘轴向间隙的泄漏问题,提出了沿涡旋齿中心齿顶向外环状递增的渐变齿高涡旋齿。以渐变齿高动涡旋齿为研究对象,通过建立非线性温度分布模型,得到其温度分布规律,对渐变齿高
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涡旋压缩机属于容积式流体机械,其在运行时,动、静涡旋盘的变形使得轴向间隙发生变化,导致工作效率降低。因此,设计合理准确的涡旋盘模型是研究多载荷作用下涡旋盘应力应变规律及其影响的重要依据。本文基于温度引起涡旋齿变形造成的齿头粘连及动、静涡旋盘轴向间隙的泄漏问题,提出了沿涡旋齿中心齿顶向外环状递增的渐变齿高涡旋齿。以渐变齿高动涡旋齿为研究对象,通过建立非线性温度分布模型,得到其温度分布规律,对渐变齿高动涡旋齿在非线性温度载荷下的应力应变进行分析。由于不同材料物理属性不同,研究了不同材料对渐变齿高涡旋齿的影响。同时基于涡旋压缩机实际工作情况,对装配后的涡旋盘进行了热固耦合研究。具体研究工作如下:（1）针对工作中的涡旋盘温度无法直接测量问题,基于等效替换法,对压缩腔气流区域进行划分,建立了涡旋齿非线性温度模型,得到了涡旋齿内、外侧壁面温度分布规律。（2）基于温度引起涡旋齿变形造成的齿头粘连及动、静涡旋盘轴向间隙的泄漏问题,提出了沿涡旋齿中心齿顶向外环状递增的渐变齿高涡旋齿,并利用有限元软件Workbench分析了不同渐变齿高涡旋齿在非线性温度载荷下的变形量,得到了涡旋齿最佳渐变齿高范围。（3）基于不同材料物理属性及其抵抗温度和气体力载荷变形能力存在的差异,借助Workbench有限元软件对不同材料渐变齿高动涡旋盘在温度、气体力载荷及其耦合作用下的应力分布、轴向变形以及总体变形进行了研究,确定了适合渐变齿高动涡旋盘的制作材料。（4）考虑到涡旋盘径向方向涡旋齿变形量的不同,在（2）、（3）研究结果的基础之上,对装配后的涡旋盘进行了热-固耦合分析,得到了在实际工作状态下的涡旋盘涡旋齿变形规律及其应力分布情况。
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