压缩机活塞杆失效分析：多场耦合的影响

"多场耦合下压缩机活塞杆失效分析 - 屈新怀，许昌 - 合肥工业大学机械工程学院" 本文主要探讨了在多场耦合条件下，往复式压缩机活塞杆的失效分析问题。作者屈新怀、许昌等人利用Pro/E软件构建了压缩机的关键组件，包括曲柄、曲轴、活塞杆、活塞和缸体的三维模型，并将这些模型导入到Comsol Multiphysics这一有限元分析软件中。Comsol Multiphysics是一个强大的多物理场模拟工具，能够处理复杂的物理过程。 研究中，作者结合多物理场耦合理论，建立了温度场、流场和应力场的数学模型。通过理想气体状态方程，他们实现了不同物理场之间的相互作用和耦合，这对于全面理解活塞杆的工作环境和失效机制至关重要。理想气体状态方程在此处的应用，有助于模拟气体在压缩和膨胀过程中的行为，以及由此产生的热量传递和力学效应。 分析结果显示，多物理场耦合作用在活塞杆的失效分析中比单一物理场的作用更为显著。流体动力学（流场）、固体力学（固场）和热力学（热场）的三场耦合作用被确定为活塞杆失效的主要原因。这种耦合分析揭示了在实际工作条件下，温度变化、气流压力和机械应力共同作用对活塞杆寿命的影响，为活塞杆的可靠性和耐久性研究提供了新的视角和方法。 关键词的设置——多场耦合、往复式压缩机、活塞杆、失效、Comsol Multiphysics，强调了研究的核心内容和所使用的工具。中图分类号TH122A则将该研究归类于机械工程领域，特别是与压缩机技术相关的部分。 这项研究不仅展示了Pro/E和Comsol Multiphysics在工程分析中的应用，还强调了在复杂工况下考虑多物理场耦合对于预测和防止设备失效的重要性。这对于提高压缩机设计的效率和可靠性具有重要的理论与实践价值。