基于OptiStruct的活塞式压缩机壳体VTF仿真分析及形貌优化

全封闭式往复压缩机的噪声主要来源于壳体的声辐射,薄板辐射声压与其表面法向振速幅值有关,可通过优化板厚、加强筋肋、薄板刚度等参数来实现薄板结构表面法向振速的控制。通过对压缩机壳体进行VTF(振动传递函数)仿真分析,寻找上下壳体振速最大的位置,并基于OptiStruct对压缩机壳体进行形貌优化,在壳体上优化出最佳的加强筋位置、形状及尺寸,指导壳体加强筋的设计。对优化后的壳体结构进行模态及VTF仿真校验,第一阶固有频率提升8.5%,第二阶固有频率提升3.0%,壳体响应点法向振速MAX值降低23.6%,并低于目标值。通过振动及近场声压的试验验证,结果表明在峰值72 Hz处振动加速度降低了21.5%,近场声压在2500 Hz频带以内及10000 Hz以上均有降低,验证了基于OptiStruct的形貌优化仿真方法在提升压缩机壳体面刚度及降低辐射噪声的有效性。