小型全封闭制冷压缩机是制冷系统的核心部件,如何提高压缩机的性能,一直是制冷领域的市场需求和研究热点。阀片是压缩机循环工作的关键构件,其性能状况直接影响压缩机的运行性能。本文以小型全封闭压缩机阀片为研究对象,从流固耦合数值模拟和实验验证的角度研究压缩机阀片的运动规律和受应力情况,及两者对压缩机性能产生的影响。主要研究工作如下:(1)依据小型全封闭压缩机的工作原理和工作过程,建立了压缩机气缸容积与各运动部件之间的数值关系。提取阀组、活塞、气缸等构件的几何模型,结合流体力学和结构力学的理论基础,构建了压缩机阀组流体域、结构域的数值模型。通过流固耦合方法能求解流体的压力和速度、以及阀片的运动速度与升程位移等。为了验证压缩机三维流固耦合模型的准确性,搭建了实验验证平台。通过两种工况下吸、排气压力和气缸内压力变化的实验数据与数值计算数据对比,验证了流固耦合数值模型的准确性。(2)通过流固耦合数值模型的计算求解,探究了压缩机在不同压缩比、不同曲柄转速、不同限位器高度下排气阀片的运动速度、升程位移等动态变化,以及排气质量流量和排气回流量的变化规律。依据模型数据分析,压缩机阀片在压缩比为8.65、排气限位器高度1.68mm、转速保持在2400～3000r/min时,排气回流量小、运行性能较佳。(3)阀片应力受到其动态特性影响,通过数值模型研究对比了不同压缩比、不同曲柄转速、不同阀片厚度下吸气阀片的受应力情况,得到本文压缩机在压缩比13.71、转速保持在1800～2000r/min时,吸气阀片运行受到的应力较小。根据吸气阀片所受最大应力值和应力云图可得到阀片腰部区域在运动过程中受应力较大。对加速寿命标准工况下的阀片受应力状态进行了数值模拟,得到吸气阀片受弯曲应力影响较大。并且依据阀片设计理论对阀片应力疲劳进行初步分析。(4)通过压缩机加速寿命实验平台对压缩机进行了四种不同时长的加速实验。将加速实验后的吸气阀片分区,用X射线衍射仪、三维表面测量仪和金相显微镜对阀片进行观测、检测。通过对比吸气阀片微观现象发现,数值分析中阀片受应力最大的腰部区域产生了微变形,其内部金相发生变化,且腰部积累的循环应力造成内部残余拉应力明显增加。本文利用流固耦合数值模型的方法研究压缩机阀组,弥补和降低了实验测量的难度。基于流固耦合压缩机模型,分别对比分析了吸、排气阀片在不同工况与不同设计参数下的等效应力值、排气流量值。相关结论能为判断压缩机阀片疲劳和评价压缩机阀片性能提供参考依据,对压缩机阀片的设计优化和性能提升具有一定的理论和实践指导意义。