[发明专利]空压机车架结构评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及车架结构检测评估领域，具体涉及一种空压机车架结构评估方法。 

背景技术

我国的移动式空压机市场要占到整个压缩机市场越1/3的市场份额，作为一个新兴市场，移动式空压机的市场空间相对更大，利润更高。目前移动式空压机市场主要由台资和外资企业占据，市面上自主研发的空压机较少。车架是移动式空压机的主要承载件，目前国内对此类车架的设计仍处于经验设计阶段，对其空压机工作时的受力情况引起的对车架的破坏等问题还没有进行定量的研究，致使产品的初始开发阶段极易发生结构断裂，需要通过大量的测试方能定型，开发成本高，周期长。 

发明内容

本发明旨在提供一种空压机车架结构评估方法，该评估方法克服现有空压机车架结构设计中需要通过大量的测试方能定型，开发成本高，周期长的缺陷，为空压机车架的优化设计提供准确理论依据。 

本发明技术方案如下：一种空压机车架结构评估方法，包括以下步骤： 

A、建立空压机车架有限元模型，并设定材料属性、载荷、约束条件；

B、对有限元模型在自重垂直起吊工况、纵向倾斜起吊工况、横向倾斜起吊工况下进行有限元分析，得到相应工况应力云图；

C、各应力云图上应力最大的区域的区域设为电测区域，选择自重垂直起吊工况、纵向倾斜起吊工况、横向倾斜起吊工况中易于实际进行的工况，对空压机车架实体上电测区域进行电测试验；

D、对电测试验结果与有限元分析结果进行对比，评估有限元分析结果与实际测试的误差范围，若误差在允许范围内，则有限元模型及评估方法建立成功，进行全面评估；若误差超出允许范围，则返回步骤A重新进行。

所述的自重垂直起吊工况，包括起吊加速度为1g的自重垂直起吊工况，起吊加速度为2g的自重垂直起吊工况，起吊加速度为4g的自重垂直起吊工况； 

所述的纵向倾斜起吊工况，包括起吊加速度为1.5g、纵向倾斜+15⁰起吊工况，起吊加速度为1.5g、纵向倾斜-15⁰起吊工况；

所述的横向倾斜起吊工况，包括起吊加速度为1.5g、横向倾斜+15⁰起吊工况，起吊加速度为1.5g、横向倾斜-15⁰起吊工况。

所述对起吊加速度为4g的自重垂直起吊工况下的有限元分析类型为非线性静力分析。 

所述自重垂直起吊工况模拟过程中，在空压机车架有限元模型中的起吊架顶部约束全部自由度，通过有限元分析求出各自重垂直起吊工况下各关键部位的位移与应力情况，计算出该工况下车架最大应力，找出应力较大的区域。 

所述纵向倾斜起吊工况模拟过程中，在空压机车架有限元模型中的起吊架顶部约束全部自由度，通过有限元分析求出各纵向倾斜起吊工况下各关键部位的位移与应力情况，计算出该工况下车架最大应力，找出应力较大的区域。 

所述横向倾斜起吊工况模拟过程中，在空压机车架有限元模型中的起吊架顶部约束全部自由度，通过有限元分析求出各纵向倾斜起吊工况下各关键部位的位移与应力情况，计算出该工况下车架最大应力，找出应力较大的区域。 

所述的步骤D中，有限元模型及评估方法建立成功后，进行全面评估是指有限元分析中出现了超出屈服强度的应力区域，则证明空压机车架结构不符合符合质量要求，否则则证明空压机车架结构符合质量要求。 

本发明空压机车架结构评估方法对空压机车架进行有限元分析，结合空压机车架起吊时的特殊工况，其中1g自重垂直起吊工况、2g自重垂直起吊工况下，空压机车架发生弹性形变；而4g自重垂直起吊工况下，局部位置受力很大甚至超出了材料的屈服极限，即空压机车架发生塑性形变，所以对车架进行材料非线性静力分析，更为贴合实际；1.5g纵向倾斜+15⁰起吊工况、1.5g纵向倾斜-15⁰起吊工况、1.5g横向倾斜+15⁰起吊工况、1.5g横向倾斜-15⁰起吊工况则为空压机车架起吊时发生摇摆的工况；以上工况覆盖了空压机车架起吊时可能出现的工况，保证了分析结果的全面性。通过对上述工况下空压机车架的有限元分析，得到各个工况下的应力云图，并对应力云图中应力较大的区域进行电测试验验证，有限元分析与电测试验的结合增强了评估结论的准确性与科学性。 

综上所述，空压机车架结构评估方法通过有限元分析与电测试验进行结合，完成空压机车架的结构评估，具有步骤简单、耗时短、可靠性强的特点，为空压机车架的优化设计提供准确理论依据。 

附图说明