4M12型压缩机曲轴多柔体动力学仿真分析

秦瑶，纵文斌，张伟伟，屈宗长，孙锐艳

（1.西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710049；2.吉林油田勘察设计院，吉林松原138000）

4M12型压缩机曲轴多柔体动力学仿真分析

秦瑶1，纵文斌1，张伟伟1，屈宗长1，孙锐艳2

（1.西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710049；2.吉林油田勘察设计院，吉林松原138000）

将多柔体动力学应用到曲轴的仿真计算中，运用多体动力学仿真软件ADAMS进行多柔体动力学仿真，得到曲轴在实际工作过程中的动态载荷。利用有限元ANSYS软件对该曲轴进行瞬态响应分析，得到曲轴的应力分布云图及危险节点应力随时间变化曲线，是曲轴进行疲劳寿命分析的前提，为曲轴的设计提供理论指导。

曲轴；柔体；动力学仿真；有限元

1　引言

曲轴作为压缩机中最主要运动部件之一，其动力学特性对压缩机运行的可靠性有较大的影响。在实际工作过程中，在周期性变化的气体力、惯性力、力矩的共同作用下，极易发生疲劳破坏，以致产生严重的后果。目前，随着往复压缩机向着多列高速方向发展，使得曲轴的实际工作条件越来越复杂，相应的对曲轴的安全性和可靠性提出了更高的要求。曲轴传统的研究方法多是基于简单的强度分析和静力学疲劳寿命分析，并没有考虑动力学特征，常常使得对曲轴的疲劳寿命评估造成一定的误差。

本文以4M12型往复压缩机曲轴为研究对象，运用有限元法对其进行模态分析，得到曲轴前10阶的固有频率和其对应的振型，通……