转子式空调压缩机曲轴法兰系统摩擦噪声预测

转子式空调压缩机摩擦噪声主要来源于其内部相互接触的各个运动副。为识别转子式空调压缩机摩擦噪声的来源,通过销盘实验测定曲轴与上下法兰组成的系统中不同摩擦副的摩擦因数,拟合得到摩擦-速度负斜率曲线;建立曲轴法兰系统的有限元模型,以摩擦-速度负斜率曲线加载,提取其复特征值和等效阻尼比,初步分析摩擦噪声可能发生的频率。对实际采集的压缩机噪声信号进行EMD-FastICA分析,提取出摩擦噪声的频率来印证初步猜想。为预测系统摩擦噪声的发生趋势,试调整动摩擦因数和静摩擦因数,以不同的摩擦-速度负斜率曲线对曲轴法兰模型进行加载,分析摩擦因数对噪声发生的影响。结果表明:在曲轴法兰系统中,摩擦噪声来源为曲轴下止推部的止推面与下法兰上端面的摩擦自激振动;对于止推面-下法兰运动副,减小摩擦力-速度负斜率中的静摩擦因数和滑动摩擦因数均有助于抑制摩擦噪声的产生。

空调转子压缩机摩擦噪声的有限元分析

为探讨空调转子压缩机摩擦噪声的产生机制,提出一种利用有限元软件对空调压缩机相关摩擦副进行摩擦噪声预测的方法。利用复特征值分析法对空调转子压缩机摩擦系统的有限元模型进行模态分析,获得摩擦系统的固有频率以及相应振型的变化特性,据此推断可能导致摩擦噪声的频率。有限元模型计算结果与实测数据具有很好的一致性,验证了该预测方法的有效性。结果表明:曲轴-法兰摩擦系统中摩擦力的引入可能使系统发生模态耦合,进而产生不稳定的振动与噪声;摩擦因数以及法兰弹性模量的变化对摩擦噪声的形成有显著影响,提高摩擦系统的临界摩擦因数可以在一定程度上提高摩擦系统的稳定性,当法兰的弹性模量取较高的数值时,摩擦系统就越容易产生摩擦噪声。

阻尼环车轮对钢轨波磨的影响

提出采用阻尼环车轮来抑制地铁钢轨波磨现象的发生和延长轮轨使用寿命。基于小半径曲线轮对饱和蠕滑力引起摩擦自激振动产生波磨理论,使用有限元软件ABAQUS建立阻尼环、导向轮对、钢轨、轨枕三维有限元模型。采用复特征值方法研究有无阻尼环、阻尼环阻尼系数(β)、阻尼环安装位置以及单侧阻尼环宽度D对钢轨波磨的影响。结果表明:阻尼环车轮能有效抑制波磨产生;随着β的数量级增加,阻尼环抑制波磨能力加强,当β=1×10-3时,能完全抑制波磨;阻尼环安装位置对波磨抑制能力没有明显影响;阻尼环安装在轴侧时,其宽度变化对波磨抑制能力没有明显影响,而阻尼环安装在外侧时,随阻尼环宽度的增加其对波磨抑制能力呈先增大后减小的趋势,即存在最优宽度,使得阻尼环车轮的波磨抑制能力最佳。