[发明专利]一种斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法

权利要求书

1.一种斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，首先根据曲柄连杆机构的设计图纸，运用Pro/E软件进行三维建模；然后将建立的曲柄连杆机构实体模型从Pro/E软件中导入到ADAMS软件中，进行虚拟仿真；最后根据仿真结果进行有限元分析。

2.根据权利要求1所述的斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，所述虚拟仿真为根据曲柄连杆机构的实际工况，设置运动副、驱动和载荷，进行虚拟仿真。

3.根据权利要求1所述的斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，所述有限元分析为：将Pro/E建立的曲轴和连杆实体模型导入到ANSYS中，通过前处理将实体模型转化为有限元模型，再进行分析计算和后处理。

4.根据权利要求3所述的斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，所述前处理包括如下几个步骤：

（1）对导入的曲轴和连杆实体模型，为达到较高的计算精度，抑制掉可以忽略的几何的细节；

（2）曲轴模型和连杆模型的切分，为网格划分和载荷加载做准备；

（3）网格划分：首先根据材料的属性设置单元的弹性模量、泊松比、密度；其次控制网格尺寸，对不连续部位设置较小的网格尺寸或者进行网格细化，对远离不连续处的实体可适当加大网格尺寸以提高分析精度减少分析时间，选用SOLID95单元对实体模型进行智能网格划分；

（4）施加约束及载荷：在曲轴左端面施加止推约束，在右端面施加止旋约束；连杆所受载荷沿连杆轴颈轴向方向按二次抛物线规律分布，且沿连杆轴颈圆周2π/3角范围内按余弦规律分布。

5.根据权利要求3所述的斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，所述分析计算包括曲轴的强度分析，连杆的强度和刚度分析，曲轴、连杆和活塞的模态分析，获得的有限元结果包括位移、应力、主应力、等效应力。

6.根据权利要求3所述的斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，还包括根据ANSYS有限元分析的结果，以材料的强度刚度属性为依据，对应力进行评定，如果所有的应力都满足强度要求，分析完成，如果有大的盈余则要进行优化。

7.根据权利要求1所述的斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，连杆是轴对称结构，在Pro/E中取其1/2实体进行三维建模。

8.根据权利要求5所述的斯特林制冷机曲柄连杆机构综合分析方法，其特征在于，所述曲轴、连杆和活塞的模态分析为：选用子空间法，求解前10阶模态。