硕士学位论文开题报告及论文工作计划书.docx

硕士学位论文开题报告及论文工作计划书.docx硕士学位论文开题报告及论文工作计划书
课题名称
涡旋无油真空泵的模态分析
号
名 业 院 师
1000517
机械设计及理论
机械工程与自动化学院
选题时间
东北大学研究生院
年 月 日
填表说明
1、 本表一、二、三、四、五项在导师指导下如实填写。
2、 学生在通过开题后一周内将该材料交到所在学院、研究所。
3、 学生入学后第三学期应完成论文开题报告，按有关规定，没有完成开 题报告的学生不能申请论文答辩。
课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值
选题来源：
涡旋无油真空泵是利用涡旋原理研制的一种真空获得设备，它利用容积的变化来实现气体的压缩与输 运。涡旋无油真空泵的优点主耍表现为：间隙小、泄漏小，具有较高的压缩比，在较宽的压力范围内有稳 定的抽速；结构简单，零部件少；工作压力范围宽，由于压缩腔内容积的变化是连续的，因而驱动力矩变 化小，功率变化小；振动噪声小，可靠性高。涡旋无油真空泵的主要缺点是，由于本身特点限制，泵的抽 速不大。而且涡旋真空泵山于结构方面的原因，性能影响因素比较多。本课题对涡旋无油真空泵进行静态 应力分析，并且对涡旋无油真空泵在工作状态下进行模态分析，防止共振。
选题依据：
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是山许多称为有限元的小的互连 子域组成，对每一单元假定一个合适的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。 这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准 确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结 构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试 验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得 的，则称为计算模态分析：如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为 试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。
在研究中把有限元分析和模态分析结合应用。利用有限元分析模型确定模态试验的测量点、激励点、支 持点，尤其是对于复杂结构很重要。利用有限元模型对试验条件所产生的误差进行仿真分析。两套模型频 谱一致性和振型相关性分析。利用有限元模型仿真分析解决实验中出现的问题。
背景情况：
早在20世纪80年代早期，Coffin DO就已经把涡旋真空泵应用在高真空系统中。涡旋真空泵的研究热 潮始于20世纪80年代末期。1988年，日本东京大学的Morishita Et31研制了抽速为200L / min的立式 自转型油润滑涡旋真空泵，与公转型涡旋真空泵相比，该泵的径向间隙具有易于密封和控制的优点。与当 时市场上广泛使用的旋片真空泵相比，涡旋真空泵具有更高的容积效率，泵内的振动和噪声水平都有所降 低。此外结构更紧凑，整机的重量和体积分别减少了 12%, 140%。
如今，涡旋技术己经山初期的应用在压缩机行业推广到真空泵制造业，实现了全无油、运行更平稳、噪 音更低、更加节省能源的涡旋清洁真空获得技术的实用化。人们应用涡旋概念与原理制造出了对真空应用 仪器设备和环境没有污染，并口抽速、寿命、能耗等指标均优于普通油泵的单级、双级无油涡旋真空泵系 列产品。
清洁的真空环境一直是科学家和企业界追求的理想真空环境。自能够创造真空环境开始，人们就试图采 用不同手段达到清洁真空的效果。时至今日，清洁真空获得设备己经发展到冷凝泵、柱塞泵、爪式泵、涡 旋泵以及隔膜泵等多种产品。在现有的无油真空泵当中，无油涡旋真空泵与其他种类的无油真空泵相比具 有下述特点：无油，无摩擦一一真空腔内无油，非接触，无磨损，不产生微粒尘埃污染，可获得清洁真空; 抽气量大一一双涡旋盘，结构与单级相比相同直径泵抽气容积为2倍，节省能源；抽气效率高一一•带有3-4 个抽气单元，压差小；大气与真空之间由0型圈密封，泄漏低；非接触，良好平衡，力矩影响小，噪音低， 振动小；结构简单紧凑，相同尺寸下，运动半径小，运行平稳；体积小，维修方便，维护费用低；采用空 气冷却，无需水冷。
无油涡旋真空泵的涡旋盘就是一个一端与一个平面相接的一个或几个渐开线螺旋形成的一个涡旋型盘 状结构体。一个静涡旋盘与一个动涡旋盘相互交叉组装在一起，两者之间由防口转机构保证1 80o相位差, 这样结合