CAE咨询 / Data Area

以往空调器管路设计都是根据经验，通过类比、计算等传统方法进行，过程繁杂，准确率和精确率受到极大地限制，而应用计算机仿真技术，通过计算机模拟仿真试验可对设计质量进行科学分析，将产品设计由单一的计算机辅助设计转变为CAD与计算机辅助工程(conlputeraided engineering，CAE)的有机结合，不仅使设计更加科学，而且大大提高了设计效率和可靠性，保证了产品质量．

据国内空调市场产品故障的调查数据显示，国内市场产品故障比率排名第一位的是冷媒系统故障，而在冷媒系统故障中，铜管破裂占较大比例．制冷系统管路断裂的主要原因是管路的振动应力过大．据以往经验，制冷系统管路的振动主要是压缩机排气管和回气管的振动，这2根管由于受到压缩机的激振和冷媒的流动而处于受迫振动状态，长期疲劳就会导致管路断裂。此外，管路的振动产生明显的振动噪声．当压缩机给予的外力方向和振动速度的方向一致时，外力对管路系统作正功，系统的能量增加，振动噪声急剧增大，而且该部分噪声会通过制冷管路由侧板传至箱外，形成箱体的共鸣声．

因此应优化制冷系统管路设计，尽量消除制冷管路的振动，以减少应力和降低噪声。

  图1   有限元模型

   图2   谐响应分析对比

针对压缩机与管路等结构组成的制冷系统，建立振动分析的力学模型和有限元模型，在此模型上进行模态分析和谐响应分析，计算结果与实际情况相符．表明利用通用有限分析软件对空调器的管路系统进行动力学计算分析是可行的．

管路的固有动力特性(固有频率和振型)对管路的动态响应情况有很大影响，在设计管路时，应尽量避免管路系统的固有频率在压缩机工作频率或其倍频上，从而避免共振的发生．

可见，利用CAE技术，缩短了实验的周期，能提高产品开发速度和设计质量．