变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法技术方案

本发明专利技术涉及空调领域，公开了一种变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，解决双转子压缩机配管系统振动仿真结果与实测结果误差较大的问题。包括：对空调器双转子压缩机配管系统进行振动测试，获得测试数据；对测试数据进行频谱分析，获得压缩机在各个频率点稳定运行状态下配管系统振动响应的频率成分；确定空调器双转子压缩机配管系统的有限元模型；在虚拟仿真环境下为有限元模型添加边界条件和载荷激励；根据频谱分析结果，确定仿真分析频率范围；仿真计算得到配管的仿真振动响应数据；根据试验数据频谱分析结果对仿真数据进行曲线拟合。本发明专利技术适用于空调器双转子压缩机配管系统的仿真。

【技术实现步骤摘要】
变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法
本专利技术涉及空调领域，特别涉及变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法。
技术介绍
在空调系统中，压缩机是“心脏”，压缩机性能的优劣直接影响空调器性能的好坏。而双转子压缩机由于其内部曲轴上有两个呈180°对称分布的转子，转子的旋转惯性力能得到平衡，因而双转子压缩机运行更加平稳，振动和噪音特性也较好。双转子的这种特性能够改善其最低工作转速进而可提高空调的舒适性，也能够改善其最高工作转速进而可提高空调的快速制冷和制热能力。正是由于双转子压缩机的这些优点，双转子压缩机已在家用空调系统中广泛使用。目前，空调器双转子压缩机配管系统的仿真方法主要有两种：(1)模态分析。这种仿真方法只能得到双转子压缩机配管系统的固有频率和相对应的振型，对判断配管设计方案的优劣不够量化。(2)谐响应分析。这种仿真方法主要用在多方案择优中，通过在仿真中施加同样的载荷，根据对所得仿真结果进行对比，从而能选择出较优的配管设计方案。但这种仿真方法没有考虑双转子压缩机的载荷激励特性以及配管振动响应的频率成分，因而仿真结果与实际测试结果误差很大，不能够对双转子压缩机配管系统的振动情况做出准确预测，也不能为双转子压缩机管路的优化提供准确方向。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，解决双转子压缩机配管系统振动仿真结果与实测结果误差较大的问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，包括以下步骤：a.对空调器双转子压缩机配管系统进行振动测试，获得测试数据；b.对测试数据进行频谱分析，获得压缩机在各个频率点稳定运行状态下配管系统振动响应的频率成分；c.确定空调器双转子压缩机配管系统的有限元模型；d.在虚拟仿真环境下为步骤c所确定的有限元模型添加边界条件和载荷激励；e.根据步骤b所确定的频谱分析结果，确定仿真分析频率范围；f.根据步骤d添加边界条件和载荷激励以及步骤e确定仿真分析频率范围，仿真计算得到配管的仿真振动响应数据；g.根据步骤b中所得的测试数据频谱分析结果，对步骤f中所得的仿真数据进行曲线拟合。作为进一步优化，所述测试数据包括应力和/或应变和/或加速度和/或速度和/或位移数据，同时该振动测试数据可以为时域信号。作为进一步优化，步骤b中，所述的频谱分析可以是将时域信号通过快速傅立叶变换(FFT)转换为频域信号，进而确定在压缩机每个运行频率点处配管系统振动响应的频率成分。作为进一步优化，步骤c中，所述的有限元模型中的各段配管相连处的网格节点采用共享方式，从而在有限元仿真分析时减少接触对，提高计算速度。作为进一步优化，步骤d中，所述的边界条件为橡胶脚底面和边界管口的固定约束，载荷激励为四节点位移载荷。四节点位移载荷中，各个节点位移载荷的激励幅值相同，但各个节点位移载荷激励的初始相位相差90°。由于双转子压缩机上的转轴上有两个偏心转子，且呈180度对称分布，若将压缩机划分为四象限，转轴转动一周，则对压缩机周向表面产生激励，四节点单位节点位移则是为模拟两个偏心转子作用到压缩机缸体表面上的激励力。作为进一步优化，步骤e中，所述的仿真分析频率范围中，其起始频率为双转子压缩机的正常运行频率，截止频率为双转子压缩机的最高运行频率的n倍频(n≥2)。作为进一步优化，步骤f中，所述的仿真振动响应数据是频域信号，且仿真振动响应数据与实测所得振动响应数据类型应一致，其中，数据类型可以是应力数据，或者，数据类型可以是应变数据；或者，数据类型可以是加速度数据；或者，数据类型可以是速度数据；或者，数据类型可以是位移数据。作为进一步优化，步骤g中，所述的曲线拟合是根据振动测试的频谱分析结果，确定压缩机各个运行频率点下配管振动响应的频率成分，进而对仿真频域数据进行线性迭加而成。本专利技术的有益效果是：由于本专利技术在振动仿真的时候考虑了双转子压缩机的载荷激励特性以及配管振动响应的频率成分，因此能够准确预测空调器双转子压缩机配管系统的振动情况，进而为配管设计优化和方案择优提供依据。利用仿真分析结果，在配管概念设计阶段对配管进行优化，以达到降低配管系统振动和噪音的目的，进而提高配管试制成功率，缩短研发设计周期，降低设计和实验成本。附图说明图1为本专利技术实施例中的变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法流程图；图2是试验测试数据频谱分析图表；图3是试验测试应力频率曲线图；图4是仿真应力频率曲线图。具体实施方式本专利技术旨在提供一种变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，解决双转子压缩机配管系统振动仿真结果与实测结果误差较大的问题，进而能够准确的预测配管设计方案的振动情况，为配管设计优化和方案选择提供依据。本专利技术的具体的步骤包括：a.对空调器双转子压缩机配管系统进行振动测试，获得测试数据。其中，所述测试数据包括应力和/或应变和/或加速度和/或速度和/或位移数据，同时该振动测试数据可以为时域信号。b.对测试数据进行频谱分析，获得压缩机在各个频率点稳定运行状态下配管系统振动响应的频率成分。其中，所述的频谱分析可以是将时域信号通过FFT变换转换为频域信号，进而确定在压缩机每个运行频率点处配管系统振动响应的频率成分。c.确定空调器双转子压缩机配管系统的有限元模型。其中，所述的有限元模型可以包含压缩机、配管以及橡胶脚，且有限元模型中的各段配管相连处的网格节点采用共享方式。d.在虚拟仿真环境下为步骤c所确定的有限元模型添加边界条件和载荷激励。所述的边界条件可以为橡胶脚底面和边界管口的固定约束，载荷激励可以为四节点位移载荷；四节点位移载荷中，各个节点位移载荷的激励幅值相同，但各个节点位移载荷激励的初始相位相差90°。由于双转子压缩机上的转轴上有两个偏心转子，且呈180度对称分布，若将压缩机划分为四象限，转轴转动一周，则对压缩机周向表面产生激励，四节点单位节点位移则是为模拟两个偏心转子作用到压缩机缸体表面上的激励力。e.根据步骤b所确定的频谱分析结果，确定仿真分析频率范围。其中，所述的仿真分析频率范围中，其起始频率为双转子压缩机的正常运行频率，截止频率为双转子压缩机的最高运行频率的n倍频，n≥2。f.根据步骤d添加边界条件和载荷激励以及步骤e确定仿真分析频率范围，仿真计算得到配管的仿真振动响应数据。所述的仿真振动响应数据是频域信号，且仿真振动响应数据与实测所得振动响应数据类型应一致，数据类型可以是应力数据、应变数据、加速度数据、速度数据或者位移数据。g.根据步骤b中所得的测试数据频谱分析结果，对步骤f中所得的仿真数据进行曲线拟合。其中，所述的曲线拟合可以根据振动测试的频谱分析结果，确定压缩机各个运行频率点下配管振动响应的频率成分，进而对仿真频域数据进行线性迭加而成。实施例实施例提供一种变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，下面根据附图阐述具体实施步骤。a.对空调器双转子压缩机配管系统进行振动测试，获得测试数据，本实施例中的测试数据类型为应力时域数据。b.对应力时域数据进行频谱分析，将时域信号通过FFT变换转换为频域信号，获得压缩机在各个频率点稳定运行状态下配管系统振动响应的频率成分，如图2所示，再将应力时域数据转化为应力频域数据，如图3所示；c.确定空调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：a.对空调器双转子压缩机配管系统进行振动测试，获得测试数据；b.对测试数据进行频谱分析，获得压缩机在各个频率点稳定运行状态下配管系统振动响应的频率成分；c.确定空调器双转子压缩机配管系统的有限元模型；d.在虚拟仿真环境下为步骤c所确定的有限元模型添加边界条件和载荷激励；e.根据步骤b所确定的频谱分析结果，确定仿真分析频率范围；f.根据步骤d添加边界条件和载荷激励以及步骤e确定仿真分析频率范围，仿真计算得到配管的仿真振动响应数据；g.根据步骤b中所得的测试数据频谱分析结果，对步骤f中所得的仿真数据进行曲线拟合。

【技术特征摘要】
1.变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：a.对空调器双转子压缩机配管系统进行振动测试，获得测试数据；b.对测试数据进行频谱分析，获得压缩机在各个频率点稳定运行状态下配管系统振动响应的频率成分；c.确定空调器双转子压缩机配管系统的有限元模型；d.在虚拟仿真环境下为步骤c所确定的有限元模型添加边界条件和载荷激励；e.根据步骤b所确定的频谱分析结果，确定仿真分析频率范围；f.根据步骤d添加边界条件和载荷激励以及步骤e确定仿真分析频率范围，仿真计算得到配管的仿真振动响应数据；g.根据步骤b中所得的测试数据频谱分析结果，对步骤f中所得的仿真数据进行曲线拟合。2.如权利要求1所述的变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，其特征在于，步骤a中，所述测试数据包括应力和/或应变和/或加速度和/或速度和/或位移数据。3.如权利要求1所述的变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，其特征在于，步骤a中，所述的测试数据为时域信号。4.如权利要求3所述的变频空调器双转子压缩机配管系统振动仿真方法，其特征在于，步骤b中，所述的频谱分析是将时域信号通过FFT变换转换为频域信号，进而确定在压缩机每个运行频率点处配管系统振动响应的频率成分。5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊鑫，李越峰，董维，夏培均，
申请(专利权)人：四川长虹空调有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51