结构参数对费马型线柔性弹簧性能的影响分析

基于一种费马曲线的柔性弹簧,设计出不同略角、厚度、弹簧臂数和槽首尾封闭方式的多种柔性弹簧。利用ANSYS软件对多种几何参数的费马型线柔性弹簧进行了有限元分析,通过分析不同参数的费马型线柔性弹簧的最大应力值和径、轴向刚度的变化特性,总结了略角、厚度等结构参数对费马曲线柔性弹簧性能的影响规律;通过改变槽首尾端封闭方式实现了对略角为300°—360°的柔性弹簧性能的优化。

三种不同型线柔性弹簧的有限元分析及对比研究

柔性弹簧对于低温制冷机的间隙密封及可靠性具有重要作用,文中在总结国内外柔性弹簧型线的基础上,针对用于低温制冷机的三种典型柔性弹簧,采用Ansys软件对其应力分布、径轴向刚度以及自然频率等特性进行了数值模拟和对比分析,该研究为探索具有优良性能的新型线结构的柔性弹簧指明了方向。

基于费马曲线的柔性弹簧的理论与试验研究

柔性弹簧常用于无油润滑的直线压缩机和膨胀机中,实现活塞的间隙密封技术。基于费马型线,提出一种新型费马型线柔性弹簧,该柔性弹簧利用费马曲线方程,通过调整曲线起点半径r、曲率系数c、曲线起始发生角φ、曲线略角θ以及蜗旋槽的几何分布,可以精确地构造出满足设计要求的柔性弹簧型线。通过建立数学模型,对设计的柔性弹簧进行刚度和自然频率特性的理论分析,利用ANSYS软件对柔性弹簧模型进行模态分析,并对设计的柔性弹簧的刚度性能进行试验测试,将理论解、模拟分析值及试验结果进行对比分析,证明了理论推导和有限元分析方法的有效性,以及新型柔性弹簧设计方法的可行性。

自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞间隙密封泄漏的数值模拟

采用数值模拟的方法,基于压力波和活塞位移波的简谐变化规律,对自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞与气缸的间隙密封内氦气建立数值模型,模拟了间隙内氦气在不同工况下的层流流动。结果显示在一个周期内,流过间隙密封的气体体积净流量为0,质量净流量不为0,净流量方向从压缩腔流向背压腔,会造成活塞在工作中向压缩腔偏移。分析结果显示压力波和间隙宽度对泄漏量的影响较大,随充气压力、压比以及间隙的增大,泄漏量增加;活塞运动对其影响较小,当活塞位移波与压力波的相位差小于90°时,相位差增大,泄漏量增加,活塞频率增大,泄漏量增加。

不同型线柔性轴承的性能分析及比较

柔性轴承的应力分布及动态刚度特性对低温制冷机的整体可靠性尤为重要.以最大应力值、轴向刚度、径轴向刚度比为性能指标,对新设计的费马型线柔性轴承和其他两种柔性轴承进行对比研究.通过有限元分析,对比了三者之间应力分布、应力变化及刚度变化特性.设计制作了这3种不同型线的柔性轴承,并测试了3种柔性轴承的径轴向刚度,结果显示:费马型线柔性轴承的径轴向刚度之比最大,牛津型柔性轴承的径向刚度最小;费马柔性轴承的应力值最大,但最大应力值小于材料的疲劳应力,因此费马型线的柔性轴承在性能上优于其他两种柔性轴承.