制冷空调系统管路振动应力分析

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关于管路振动测试要求的技术规范

样机测试过程中进行整改，如配管有防震胶、配重块，测试时要明确防震胶、配重块安装方向、重量、规格，报告里面必有对应照片。
通知自发布之日起正式执行
签发
发出部门：提出人：审批人：日期：
抄送：市场部、中央空调品管部、中央空调工艺部
主送：开发部
将被测机安装在实验室内，被测机在国际标准规定的“额定制冷工况”与“热泵额定制热工况”条件下，稳定运行10min以上：分别对被测机的压缩机排气管、回气管、四通阀组件、电磁阀接管、电子膨胀阀接管及与之相连的管路等进行振动测试，并且调节阀体不同开度或阀体工作时进行测试。按以上测试条件并取管路振动位移量最大的点进行测试，将测试结果记录下来并存入相应的磁盘，且在报告里面对应位置用图片表示测试振动最大位置。
3.4.2.4如果压缩机低压管出口处测试振动不合格，要求在该位置增加应力测试。即如果振动超标，应力测试合格则判定为合格。
3.4.3配管应力测试
主应力明确的情况下，应变片方向与主应力方向一致，在主应力方向未知的情况下，径向粘贴应变片。且压缩机排、回气出口第一弯必须增加径、轴双向应力测试。
启动应力测试，测取压缩机启动过程的最大应力。
签发
发出部门：提出人：审批人：日期：
抄送：市场部、中央空调品管部、中央空调工艺部
主送：开发部
编号：编号：JSGF201610001
内容Βιβλιοθήκη 对于变频机和数码机，应根据功能规格书设定变频压缩机的各个运行频率点，对配管振动进行测试。
3.4.2.3整改过程中排气管、高温位置不能使用防震胶包裹，只能增加配重块或耐高温材料进行整改，主要是防止长时间高温防震胶自行脱落。如果被测部位包裹防震胶，可在所测部位挖一小洞，将加速度传感器粘贴在铜管上进行振动测试。测试过程中要注意避免数据线过度变形，损坏数据线。

空调管路应力问题深层次原因分析

■ 技术创新・日用电器
空调管路应力问题深层次原因分析
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅＲｅａｓｏｎｓｆｏｒＰｒｏｂｌｅｍｏｆＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒＰｉｐｅｌｉｎｅＳｔｒｅｓｓ
机的强烈振动，对于空调系统的管道，激发频率和气柱固有频率分别按下式计算：
脉动。气流脉动会造成很多危害，如：降低压缩机的容
关键词：管路应力；机械振动：压力脉动
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｐｅｌｉｎｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｗｉｌｌｒｅｓｕｌｔｉｎｐｉｐｅｌｉｎｅｌｏｃａｌｓ￣ｅｓｓｇｏｉｎｇｂｅｙｏｎｄｔｈｅｌｉｍｉｔ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｓｏｆｃａｕｓｉｎｇ
ｐｉｐｅｌｉｎｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｒｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｌｕｆｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇｌｕｆｉｄ．
管路应力应变是空调设计开发过程中的一个难点。在多年的空调开发中，工程师对管路应力的认识存在盲区，在实际设计中仅仅靠经验设计走管，以致管路的可靠性很差，压缩机状态稍有变化，就会导致管路应力应变的超标问题，对空调的可靠性造成不良影响，使得空调发生断管，噪音过大等质量事故。应力应变是由管路振动引起的，振动导致管路局部产生交变位移，在实验室的表现即为从局部应力测试值超标。本文主要从气流脉动和气柱共振两个方面简要介绍产生振动的机理及改善管路振动的措施。

空调系统中的噪声及振动的分析及处理方法

空调制冷机房的噪声及振动的分析及处理方法广东爱科安装工程有限公司王青摘要介绍了建筑物空调制冷机房的消声减振方案关键词空调制冷机房水泵减振噪声减振器消声减振平台减振支架空调系统在工程设计及施工中，因为消声减振考虑不周而失败的案例相当多。

随着社会进步和“以人为本“的理念，暖通空调系统从以前的单纯“够冷”的要求，逐步提高到对暖通空调系统的噪声要求。

相关标准和依据有：《中华人民共和国环境噪声污染防治法》、《中华人民共和国城市区域环境噪声标准》、《社会生活环境噪声排放标准》( GB 22337—2008 2008-10-01实施)、《民用建筑允许噪声标准》、《生产厂房及辅助建筑物允许噪声标准》。

很多工程项目，温度湿度很好满足了使用要求，可是运行过程中却伴随着使人厌烦的噪声或更伴着不安的振动。

从而使空调系统不能正常运行或部分不正常运行。

造成这种失误的原因有很多，有时是设计造型不适配，有些是施工过程，是实际经验缺乏所致。

在空调系统中，空调制冷机房是“心脏”，制冷机房设计不当或施工不注意，运行起来可能会有较大的噪声和振动，严重影响到制冷机房附近办公区域或居住区域的舒适性。

下面我就十多年来所遇到有关于空调制冷机房消声降噪减振这方面的案例与同行们分享：类别一：某市商检大楼投入使用后，建设单位发觉空调机房噪声和振动过大，邀请我方去查找原因入处理方法。

现象是：制冷机房内布置了２台300ＲＴ螺杆式冷水机组。

在机房正上方为办公大厅，机房处于地下一层，面积为200平方米，在办公大厅的办公桌上放一杯水，可以清楚的看见那水杯在慢慢位移，10分钟位移有5厘米，水杯中的波纹相当明显。

原因分析：制冷机房内未采取控制噪声和振动的任何措施，而冷水机组和水泵是噪声源，水泵是主要的振动源，而管道的支架是刚性连接在楼板及梁上，导致水泵的振动直接传递到首层大厅的地板上。

处理方法：A、冷冻冷却水泵增加减振基础。

钢筋混凝土惰性块与地面之间用三层20mm高硬度的双层带凹槽的橡胶垫加二层3mm钢板做为首层减振措施，钢筋混凝土惰性块与水泵采用阻尼式弹簧减振器。

空调压缩机启动时管路应力分析和优化

的情况下，要
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图２分析模型
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图３转矩和转速曲线图
４８
《计量与测试技术》２０１９年第４６卷第４期
空调压缩机启动时管路应力分析和优化
倪申白国军（通讯作者）何志辉
（广东省珠海市质量计量监督检测所，广东珠海５１９０００）
摘要：针对三相压缩机启动时，冲击载荷大，导致管路应力超标，影响空调系统可靠性的问题，从分析压缩机启动时，电机的电磁力矩着手，得出作用在管路系统上的力矩，并用有限元方法，分析该冲击力矩作用下的应力分布，并同实际测试进行对比。针对开机应变超标的情况，应用脉冲载荷作用下，系统响应的特点，给出改进方向，确定结构后，对改进后的结构进行了测试，满足标准要求。关键词：开机；管路；优化中图分类号：Ｏ３文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０４０３０ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０１９．４．０１６
０前言空调管路系统的可靠性直接关系到空调的口
碑，为此各大厂家都大力投入管路系统可靠性的分析。管路系统主要受空调压缩机开机、运行和关机，三种状态的作用力。空调管路的疲劳可靠性也有这三种状态确定，管路系统在空调运行时的应力状态，主要是由管路系统的固频确定，即要避开共振，这个方面不同的作者都进行了输入分析。三相压缩机主要为涡旋或者双缸压缩机，故关机的时候，系统的振动较小。但是，由于三相压缩机启动时，力矩到，压缩机振动大，导致了管路系统受力大，容易超出管路系统的标准要求。

应力分析法在制冷系统中的应用

求进行简要讨论，以期有助于结构强度设计的合理化以及准确地理解相关标准和规范的要求。
１失效分析的方法
失效分析在生产中极为重要，失效分析的期限要求很短，分析结论要求正确无误，改进措施要求切实可行。导致零部件相互间的受力情况很复杂，加之外界条件影响，这就使失效分析任务比较繁重，而在大多数情况下，
而言．其冷凝器和蒸发器一般采用壳管式换热器。根据相
关标准，按照其容积而定属于二类压力容器。对于家用空调制冷系统承压部件的强度要求，现有相关标准和规范的要求差异较大．而且有些要求没有明确规定适用的强度准则，但是，不同的强度准则实际上对制冷部件结构强度设计影响很大，显然这种状况不利于保障制冷系统的压力安全性能。本文以典型的圆筒加封头结构形式的承压部件为对象，采用机械失效分析方法，对承压部件的机械强度要
Ｖｏ１０，６．Ｎｏ．２Ｎｏｖ，０．０７２
应力分析法在制冷系统中的应用
顾广辉．杨丽娟
（．州工业职业技术学院，江苏徐州２１０；２州工程学院，江苏徐州２１０）１徐２０４．徐２０８
摘要：采用机械失效中的应力分析法对制冷系统中的承压容器进行了应力分析．在此基础上提出了压
薄壁容器，可以认为薄
壁容器的器壁上，应力
圈２简单管壳式换热器剖面

汽车空调管路系统振动疲劳分析及优化

ωi =
ki ,i=1,2…n mi
（4）
ωi 即为结构第 i 阶模态的固有频率。
1.2 频率响应分析理论
频率响应分析也叫频响分析。由于结
构的固有频率已经确定，当激励频率在一
定范围内变化时，可能引起共振，应力将
明显升高。为了解结构是否能在不同频率
激励下满足强度要求，对其进行频率响应
分析。频率响应分析是将已知频率的正弦
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺
时代汽车
汽车空调管路系统振动疲劳分析及优化
邱泽鑫阮先轸郭威广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东省广州市 511434
摘要：在汽车行驶过程中，空调管路系统可能受到来自发动机的激励而引起共振，管路局部应力过大、疲劳寿命降低，从而导致断裂。为解决空调管路断裂的问题，搭建了某车型空调管路系统的有限元模型。计算了管路系统在设计状态下的模态及频响应力，并结合材料的 S-N 曲线和 PSD 功率谱密度，计算该结构的振动疲劳寿命。分析结果显示，疲劳风险点与试验断裂位置一致，验证了仿真分析的有效性。进一步地，对该空调管路进行结构优化设计和仿真分析。相同工况下，优化方案的管路疲劳寿命得到明显提升，从而解决了管路在实车上断裂的问题。仿真分析方法为优化设计提供了方向，缩短了项目开发周期。
{X} 为加速度向量；{X } 为位移向量。
பைடு நூலகம்
{X}=-ω2 {φ}sin (ωt +ϕ )
（2）
将式（2）带入式（1）中，可得结构振
动的特征方程为：
K − ω2M = 0
（3）
AUTO TIME 89
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺

空调器管路振动分析及优化工作中有限元技术的应用

空调器管路振动分析及优化工作中有限元技术的应用作者：张进来源：《科技创新导报》 2011年第19期张进(珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519070)摘要:本文首先对空调器管路设计工作中存在的问题进行了简要介绍,在对空调机制冷系统进行分析的基础上,提出了改良模型。

实践结果表明,计算结果与实测值相符,说明本次研究所采用的方法是科学、有效的。

关键词:空调器管路振动设计优化中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0071-01根据有关部门对国内空调产品故障调查的结果,故障率排名第一的是冷媒系统的故障,而在冷媒系统故障中,大部分是由铜管破裂造成的。

究其原因,主要是管路的振动应力过大所致。

空调系统的管路振动主要来自于回气管和压缩机,如果这两根管线长期因为冷媒、激振的流动而处于受迫振动的状态,就非常容易发生疲劳,最终导致断裂。

另外,管路的振动还会在很大程度上导致噪声,如果压缩机得到振动速度与给予的外力方向一致,外力就会对管路系统做政工,振动噪声就会随着系统能量的增加而明显增大,同时,噪声还会沿着制冷管路传递到箱外,形成箱体共鸣。

所以,只有做好空调器制冷系统的管路设计工作,才能有效避免管路的振动,降低或消除噪声。

1 空调机制冷系统分析在Pro/E的环境下建立空调器制冷系统的三维几何模型。

模型通过ANSYS软件的专用接口导入ANSYS环境,并通过定义单元实常数、单元类型、材料特性以及划分网格等最终完成有限元模型的建立。

其中,模型的节点数为15025,单元数为13499。

1.1 模态分析对空调管路的振动特性进行分析,对包括相应振型和频率的固有动力特性进行确定,以免出现管路结构与压缩机固有频率相似的情况发生。

1.2 谐响应分析所谓谐响应,就是指结构在周期性的、持续在和的作用下所产生的持续周期谐响应,在空调器的制冷系统中,压缩机会受到来自旋转不平衡离心力的作用,而这一离心力会随着转自的转动呈现出周期性的变化,最终导致管路系统出现谐响应。

空调管路系统的振动分析及优化研究

空调管路系统的振动分析及优化研究摘要：空调室外机的振动与噪声严重影响着人们的舒适性体验。

针对该情况，以某空调管路为研究对象，建立管路模型，运用管路仿真分析软件对不同方案管路进行模态分析，通过仿真模型与实验测试，获得了优化设计的方案。

关键词：空调管路系统；振动分析；优化引言管路是空调冷媒运输的重要部件，长期的振动会使得管路产生疲劳和松动，甚至导致冷媒的泄漏。

根据调查可知，管路振动是空调故障中的首要破坏因素之。

因此需要对管路进行着重研究，降低管路振动大小，提高管道使用性能。

因此，配管设计十分重要。

1 管路系统设计的概况管路系统设计的方案主要为基于管路动态仿真与测试的管路，在此设计的基础上，实现了空调管理设计系统的开发，该系统的构成主要分为两部分，分别为设计分析子系统与实验测试子系统，同时还构建了管路的三维模型，对管路系统进行了仿真计算，具体体现在固有频率、振动应力及振动响力等。

在管路系统设计过程中，主要的系统有分析系统与测试系统，前者的前提条件为I-deas软件，通过对软件的二次开发从而实现的；后者的构成有噪声测试系统、振动测试系统与管路应力应变测试系统等，对于振动与噪声二者的测量采用的方法B&KPULSE3560C，对于应力的测量主要采用的方法为动态电阻应变仪。

在空调样机制作过程中，主要依据为仿真优化结果，在测试时，主要测试的内容为管路与整机的振动、噪声与应力，同时要对管路运行的动态特征给予关注，再通过仿真结果的比较与分析，从而明确了设计的结构，使设计得以优化。

具体的设计流程如下：其一，配管的三维设计，以管路设计模块为依据，设计配管的三维，并建立相应的部件模型与装配模型；其二，有限元模型的建立，借助I-deas软件，分析结构的应力与动力响应、计算固有频率及应力仿真等；其三，管路布局的改变，针对不同的布局，计算动态管路的动态特性，从而使设计方案进一步优化；其四，空调样机的制作，通过整机与管路振动与噪声的测试，将仿真结果进行对比，在满足相关要求的基础上，便实现了配管结构的设计。

空调内部管道运输和运行过程中的振动分析及改进

（［】一ｗ２［ＭＩ）｛Ｘ｝：０
为明晰运输过程的空调内部管道振动，本文开展了模态分其中为ｎ阶特征频率。
析、模态分析模拟，并确定了运输过程共振对空调内部管道造成的破坏，最终提出了在运输过程中将空调两端对应弯头连接
２０１８．１５科学技术创新一１７一
空调内部管道运输和运行过程中的振动分析及改进
邓伟彬（珠海格力电器股份有限公司，广东珠海５１９０７０）
摘要：对于空调内部管道来说，运输和运行过程均可能导致破坏等问题出现，空调长期稳定使用将以此受到较为负面影响，
自由。值得注意的是，模态分析模拟中的约占位置区冷凝管中要来源，结合循环分析步进行空调内部管道计算，通过在空调内
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９６—４３９０（２０１８）１５—００１７—０２
对于拥有众多交连管道的空调机箱来说，运输途中的交通颠簸、运行过程的风扇离心激励与压缩机扰动均可能）
问题的出现，由此诱发的管道破坏也将直接影响空调的长期稳其中的ｘ、、ｔ分别为Ｘ的振幅向量、初始相位、时间，将
２ｏ０４—７—１
【２】程效军等编著．测量学【Ｍ】．北京：测绘出版社［３１国家质量监督检验检疫总局．中华人民共和国国家计量检定规程ＪＪＧ１００—２００３．
作者简介：石蕊（１９８５一），女，山东邹城人，工程师，硕士。主要研究方向：电子全站仪、电子水准仪、全站机器人系统软件的设计与实现。

汽车空调管路系统振动疲劳分析及优化探讨

汽车空调管路系统振动疲劳分析及优化探讨摘要：汽车空调管路就像是人体的血管一样，它是为汽车输送制冷剂是汽车尤为重要的部件。

而当汽车空调管路，由于某种原因产生共振时当共振频率达到一定限度，就会引发汽车空调管路的断裂或故障。

因此，对汽车空调管路系统振动疲劳的分析可以有效的寻找共振的原因。

进而分析汽车空调管路共振对其使用使用寿命的影响，通过优化汽车空调管理系统避免出现空调管路振动的现象，提高汽车空调管路系统的使用寿命[1]。

关键词：空调管路、振动、断裂由于汽车的空调管路当中输送制冷剂可以调节汽车的机体温度，因此汽车的空调管路系统对于汽车来讲是十分重要的。

而我们所讲的空调制冷系统管路振动，就是指空调管路振动引发的管路附件与管路的连接部位的磨损。

这类磨损会引发空调制冷管路的断裂，或是制冷剂的外泄进而影响整个机体的正常工作。

因此，本文将分析汽车空调管路振动的原因，并提出相应的解决方案望得到采纳。

一、汽车空调管路系统发生振动的原因分析汽车空调制冷系统发生振动的原因无外乎可归结为三种：1、由于气流压力脉冲而引起的振动，2、由于空调管路内存在气柱现象而引发的震动，3、由于空调管路自身的机械运动产生的振动。

因此本文将会就这三点进行深度的分析与讨论，提出解决措施希望得到采纳。

1.1由气流压力脉冲而引起的振动引发汽车空调管路内气流脉动主要原因与压缩机的工作有一定的关联，压缩机的工作有周期性与间歇性，进而引发了空调管路中吸气和排气时气体压力与速度同呈周期性变化，从而导致了近气、排气管内的气流出现了脉动的状况。

这就会使得空调管路内的气体的密度、速度、压力以及位置也发生周期性变化，进而引发汽车空调管路的振动。

这类现象的主要特点就是压力脉动越强，其产生的振动就越大。

1.2由于空调管路内存在气柱现象而引发的震动所谓的气柱，就是汽车空调管路内运输气体的平均流速较气体介质中声速低很多，进而呈现为静止状态，我们称这类静止气体为气柱。

气柱具有和生命体一样的弹性，一定的质量可以进行压缩，也可以进行膨胀。

浅谈军用空调制冷系统管路抗振动、抗冲击工艺措施

2021年3月/Mar.2021 37浅谈军用空调制冷系统管路抗振动、抗冲击工艺措施方伟郭立芝（长虹美菱股份有限公司合肥 230601）摘要：本文介绍了军用空调制冷系统管路存在的常见管路断裂问题，并对系统管路出现的断裂缺陷进行了详细的原因分析，由此提出解决该问题的相应工艺措施。

将该工艺措施用于实际生产，并生产出多品种、大批量的产品。

关键词：军用空调；抗振动；抗冲击；管路Ａｂｓｔｒａｃｔ：A common problem of cracks of pipeline for military air conditioner refrigeration system is introduced. And the reason of the cracks of the pipeline is analyzed in detail. Thus relevant process measure to solve this problem is given. Multi-species and multitudinous high-quality products is produced in our company after this process mea-sure is put to use in practice.Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：military air conditioner; anti-vibration; anti-shock; pipelineSimle Discussion on Pipeline Anti-vibration and Anti-shook Process Measure in Military Air Conditioner Refrigeration System引言随着现代通信技术和武器装备的发展，许多通信设备普遍采用集成电路、ＣＰＵ控制、液晶显示等高新技术，这些设备对其工作环境，特别是温度要求比较苛刻，而装车后通信车及其车载设备必须满足《军用通信车通用规范》的要求，即通信车应能在（－４０～＋５５）℃的环境条件下正常工作，应能在（－５０～＋７０）℃的环境条件下贮存。

制冷系统压缩机振动分析与控制技术研究

制冷系统压缩机振动分析与控制技术研究随着制冷设备应用范围的不断扩大，制冷系统压缩机振动也日益受到重视。

因为压缩机振动会影响设备的稳定性和正常运行，甚至可能导致设备故障。

因此，制冷系统压缩机振动分析与控制技术的研究显得尤为重要。

一、制冷系统压缩机振动的原因分析1. 制冷系统本身的原因制冷系统是由多个部件组成的，包括压缩机、冷凝器、蒸发器等。

这些部件难免存在一些制造或使用中的缺陷，如制造质量不良、部件损坏、安装不规范等，这些问题都可能导致制冷系统的振动。

2. 外部环境的影响制冷设备常常运行在恶劣的环境下，如高温、高湿等。

这些环境因素也会对系统的稳定性产生一定的影响，导致压缩机振动。

3. 压缩机本身的问题压缩机是制冷设备的核心组件，如果在工作过程中存在过热、过载、排气阀门失效等问题都会导致压缩机的振动。

二、压缩机振动对设备的影响1. 影响设备的稳定性压缩机振动会导致整个制冷系统的运行不稳定，进而影响到整个设备的稳定性。

如果振动量过大，连带周围的设备也会受到影响。

2. 催化设备故障振动可能导致设备内部部件的脱落、松动等问题，这些问题一旦发生，会催化设备的故障，并且可能会进一步加剧问题。

3. 影响设备的使用寿命长期的振动会对设备的零部件造成损伤，导致设备提前失效。

如果长期不控制振动，对设备的使用寿命影响将会非常大。

三、振动分析与控制技术的研究为了有效控制振动的发生，制冷系统压缩机振动分析与控制技术的研究就呼之欲出。

其中，振动分析技术可以从多个方面入手，如加速度传感器、热成像技术等，对设备的振动情况进行全面的监测和分析。

控制技术可以通过控制力、运动精度、速度、角度等对振动进行控制，降低振动的影响。

四、实际应用制冷系统压缩机振动分析与控制技术已经在实际应用中取得了很好的效果。

例如，通过振动分析技术，可以检测出空调设备中的故障，及时修复，避免设备的性能下降和损坏。

通过控制技术，可以有效地控制设备的振动，延长设备的使用寿命。

空调器管路系统的减振研究

ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｔ ‘ ｔａｎｔｆｏｒａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｐｉｐｅｓｔｒｕｃｔｕｌ ’ ｅｉｓ
技术・创新／口用电器
空调器管路系统的减振研究
ＳｔｕｄｙｏｎＶｉｂｒａｔｉｏｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＡｉｒ — — ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒＰｉｐｅＳｙｓｔｅｍ
１管路系统振动原因分析
ｆＪｌ至父，而管路结构没汁Ｉ作一直是卒器结卡勾究ｊｔ僻路抓动Ｊ：牛的味，一址ＩＩＩ
ｍ导致管路振动，ｌ１．抓助强度随脉动增姒而增姒原因３：１缩机上耋ｉ振动频率卡 ¨ ＪＨ水动的澈振顿率ｊ管路 … 仃频接近ＩＩ、，管路会，Ｉ振．￣ｌｔｌｌｑ管路振动强烈，抓功化侈岐竹路心力枞．疲劳做坏险
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｐｅｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｒｍｒ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｗｈｉｃｈｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆ ’ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎ．ＷｈｅｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｓｂｅｙｏｎｄａＥｅｌ ’ ｔａｉｎｒａｎｇｅｔｈｅｐｉｐｅｓｙｓｔｅｍｗｉｌｌａｐ—

制冷空调压缩机配管系统振动的有限元分析

景。
２０年，０３我国的主要制冷空调产品产量己经达到世界第一位，随着空调器的普及，人们对空调的性能要求日益苛刻，许多问题因此而显现出来。一台质量好的空调器应达到节能、能效比高、温度调节性能好、噪音低，使用寿命长等技术指标，但是不少空调器却由于多种因素产生振动大，噪声高等问题。目前有些空调的蒸发器和冷凝器管道的振动强烈，这使得空调器运行时的噪音明显增加，而
摘要
摘要
随着我国经济的飞速发展，人们的生活水平和生活质量不断提高，空调在我
国得到了普遍的应用，随着空调器的普及，人们对空调的性能要求日益苛刻，许多问题因此而显现出来。一台质量好的空调器应达到节能、能效比高、温度调节
性能好、噪音低，使用寿命长等技术指标。
ａｅｆｒｄＹＲｒｌｖｎｅｇｎｅｏＣｍａｙｒｏｅｅｂＯＫｅａｔｉｅｒｏｐｎ．ｆｙｅｎｆ
ｉｒｔｏＫｙｏｄ：Ｒｆｉｅａｉｎｍｒｓｏ；ｐｉｐｅ；ｖｂａｉｎ：ｅｗｒｓｅｒｇｒｔｏｃｐｅｓｒｏ
24本章小结本章首先简单讲述了有限元法有限元思想有限元发展历史以及通用的有限元软件并对作了介绍对本文要用到的ansys大型有限元分析软件着重介16第三章压缩机振动分析第三章压缩机的振动分析31机械振动概述振动是日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象也是整个力学中最重要的研究领域之一事实上人类就生活在振动的世界里地面上的车辆空中的飞机海洋中的船只等等都在不断的振动着
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不保密口。

空调压缩机启动时管路应力分析和优化

空调压缩机启动时管路应力分析和优化摘要:针对三相压缩机启动时，冲击载荷大，导致管路应力超标，影响空调系统可靠性的问题，从分析压缩机启动时，电机的电磁力矩着手，得出作用在管路系统上的力矩，并用有限元方法，分析该冲击力矩作用下的应力分布，并同实际测试进行对比。

针对开机应变超标的情况，应用脉冲载荷作用下，系统响应的特点，给出改进方向，确定结构后，对改进后的结构进行了测试，满足标准要求。

关键词:开机;管路;优化引言空调管路系统的可靠性直接关系到空调的口碑，为此各大厂家都大力投入管路系统可靠性的分析。

管路系统主要受空调压缩机开机、运行和关机，三种状态的作用力[1]。

空调管路的疲劳可靠性也有这三种状态确定，管路系统在空调运行时的应力状态，主要是由管路系统的固频确定，即要避开共振，这个方面不同的作者都进行了输入分析。

三相压缩机主要为涡旋或者双缸压缩机，故关机的时候，系统的振动较小。

但是，由于三相压缩机启动时，力矩到，压缩机振动大，导致了管路系统受力大，容易超出管路系统的标准要求。

本文通过对压缩机的单相电机建立模型，分析出电机启动时的力矩，求出空调系统启动时，管路系统的受力，通过分析单自由度系统在冲击载荷作用下，系统响应的特点，给出管路优化的方向，通过改进管路的布局，达到优化管路的目的[2]。

1电机启动力矩分析三相电机的简化等效电路图如图1所示。

从式(9)中可以得出，在载荷一定的情况下，要降低系统在脉冲载荷作用下的系统响应，提升系统的刚度系数k是一个有效的方法[3]。

3管路原机的管路图如图5所示，在长期运行的过程中，管路出现异常，无制冷量。

拆机检查发现，排气管出存在裂缝。

随后对管路进行应力测试，测试发现，在开机的时候，压缩机启动时，整机抖动大，排气管一弯处的应力超标，达到了109.7MPa，远大于标准要求的70MPa[4]。

分析发现，管路在压缩机启动的时候，摆动较为明显，且管路应力在压缩机启动瞬间，第一个应力周期较大，其他周期时，应力较小。

空调配管结构振动分析及优化

空调配管结构振动分析及优化摘要：空调配管是空调重要的零部件，管路振动是空调故障中的首要破坏因素之一，根据调查可知，压缩机壳体的振动传递及管内工作流质的扰动是引发配管振动的原因，严重时会加速铜管疲劳断裂及空调制冷剂泄漏问题，影响空调的功能和安全，降低空调使用寿命。

因此，如何对空调进行配管结构进行分析及优化，以达到减振效果，具有较大的实际意义。

关键词：空调结构；配管振动；固有频率；性能优化压缩机是空调制冷系统正常工作的关键部件，在空调系统运行过程中，由于受到压缩机的激励和冷媒的脉动冲击，管路不可避免的会产生振动，强烈的共振会使管路产生疲劳损伤，降低空调的使用寿命。

因此，空调配管的结构动态特性对空调可靠性有着重要意义。

以某款空调配管为研究对象，通过对空调中压缩机配管结构振动分析，以采取有效措施对空调压缩机性能进行优化。

一、配管结构的模态分析与试验空调管路系统主要包括压缩机、配管，配管与压缩机焊接连接，压缩机通过减震垫圈和螺栓固定于空调底板上。

本次测试只针对配管，由于配管单体自由状态与实际装配有差异，增加的约束将导致配管模态发生变化，因此在管路装配在整机上的状态下进行测试。

空调配管系统在工作时发生振动，主要受压缩机吸气口和排气口低频气流激励，在管道上产生压力脉动导致管道振动。

由于配管结构主要承受压缩机振源的激励，非出口的定频涡旋压缩机额定转速一般在2900r/min，所以配管结构的固有频率及振型主要关注压缩机激励主频率±10%附近的共振影响频带，即44~53Hz。

为了探究压缩机激励是否与配管系统发生共振，采用有限元方法对配管系统进行模态分析。

根据模态分析结果，共振带内共有5阶固有频率，但振型最大位移非双系统下的吸气管与排气管管型，设计较好的避开了43~53Hz共振带的影响，无运行共振风险。

但在试验样机测试阶段，双系统下的吸气管与排气管皆出现明显振动超标问题，为此开展了对应模块机试验整改问题的深入研究。

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近年来，随着制冷空调新技术的发展与应用，
致管路系统产生一定的脉动应力。１．１压缩机振动传递由于压缩机结构本身存在不平衡质量，加工误差进一步加重不平衡质量，会在高速回转时引起惯性力和惯性力矩，从而产生较强烈的机械振
ｓｅｓ，ｔｙｐｅｓａｎｄｈａｒｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｉｍ— ｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈｈｅｌｐｔｏｒｅｄｕｃｅｏｒａｖｏｉｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓｏｆｐｉｐｅｓａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｐｉｐｅｓ’ ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ．ＫＥＹＷＯＲＤＳａｉｒ — ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｐｉｐｅ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓ；ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ
动。当振动能量无法通过其他途径较好释放时，
就会使与压缩机刚性连接的管路产生振动，引起
应力。该应力的频率特征与压缩机的工作频率相
同，可用下式表征：
ｆ：
部断裂，对设备的品质及企业形象产生严重的负
面积部位形成周期性的动应力，尤其是在压缩机启动和停止过程中，引起的动应力更大。
的振动传递、制冷剂的冲击振动及周围空气流动
的随机激励］。此外，环境声场或装配不良也会导
的改进措施，以减小或消除管路的振动应力，延长管路疲劳寿命。
关键词
Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓｏｆａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｐｉｐｅ
ＺｈａｎｇＬｉｐｉｎｇＬｕＱｉｎｇｈｕａ
（ＦｏｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴＶｉｂｒａｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓｏｆａｉｒ — — ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｐｉｐｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇ：为压缩机转速（ｒ／ａｉｒｎ）；ｉ为谐波的阶次
（ｉ＝１，２，３， …… ）。
１．２制冷剂冲击振动制冷剂冲击是管路产生振动应力和应力疲劳的另一个主要原因。压缩机周期性间歇地吸气和排气，在管路中产生气流脉动，脉动气流作用到管
第１５卷第８期
２０１５年８月
剖
痔
室调
ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮＡＮＤＡＩＲＣＯＮＤＩＴ１０ＮＩＮＧ
制冷空调系统管路振动应力分析＊
张立平卢清华
（佛山科学技术学院）
摘要分析制冷空调系统管路产生振动应力的原因、类型及危害，并针对不同类型的振动应力提出相应制冷空调系统；管路；振动应力；疲劳寿命
制冷空调设备在高效节能舒适性方面的表现更加优越，但随着设备结构和系统的日益复杂及更新，
由此带来的振动噪声和应力疲劳等问题也越来越突出，这严重制约着制冷空调系统的舒适度和可靠性水平的提高。目前有关振动噪声的研究。较多，并取得了较为明显的效果，但关于应力及应力疲劳方面的研究还不多见。系统管路局部应力较大或者分布不合理不仅会造成产品疲劳失效、局
面影响，而且其具有隐蔽性，不容易被检测发现，
６０ ‘
．
因此有必要开展研究，以提高空调设备的可靠性和使用寿命。制冷空调设备中的管路系统采用焊接方式直接与压缩机连接，而且支撑点较少，是整
个设备中应力最敏感部位，因此对管路系统的振
动应力及疲劳进行研究具有重要的意义。１管路系统的振动应力源
管路系统的振动应力源主要有３个：压缩机
路上，激发管路振动，从而在管路折弯部位或变截