基于solidworks三维建模及模态分析研究

张成成

【摘 要】 通过建立不同结构的毛细管三维模型，基于solidworks进行模态分析，得到了不同结构的毛细管的固有频率，此分析数据可作为理论参考，可用于毛细管绕制方式选型，避免使用过程中的毛细管共振现象。

【关键词】 毛细管 solidworks 模态分析 固有频率

1 前言

毛细管作为一种重要的节流元件，具有结构简单、价格便宜、无运动部件、制造方便、工作稳定可靠和不易发生故障等优点，广泛应用于中小型制冷装置中，在系统运行过程中，若毛细管的固有频率与压缩机的频率一致时会产生共振现象，易导致毛细管的断裂现象。

本文基于solidworks对不同结构的毛细管固有频率进行了分析研究，得到了不同结构的毛细管的固有频率数据，通过数据比较，在不影响性能的情况下，可选取最优结构的毛细管最大限度的避免共振现象的产生，这对分析研究管路共振现象很有重要的指导意义。

2 三维建模及模态分析

毛细管对性能的影响因素主要为毛细管的管径和长短，，其绕制方式对性能的影响可忽略不记，现基于solidworks对2.1*800的毛细管作为三维建模对象，并进行模态分析。本文建立了三种绕制方式的毛细管，分别为圆形，矩形和U形.

1）矩形毛细管振型图及频率数据表

2）圆形毛細管振型图及频率分析数据表

3）U形毛细管振型图及频率分析数据表

3 数据统计及分析

对各不同绕制方式的毛细管的频率数据进行统计，其结果如《图4-1毛细管频率折线图》所示：

从图4-1图中可以得到以下分析结果：1）矩形毛细管的固有频率明显高于圆形和U形毛细管，且最低固有频率为164.08HZ；2）U形毛细管固有频率大致为25-50HZ，较低，一般压缩机以50HZ运行，较接近，易产生共振；3）圆形固有频率大致为90-150HZ，优于U形毛细管；4）三种毛细管的振幅位置大多集中在U弯处，此处不宜绑定线扎，否则将扩大整体毛细管振幅。

4 结论

软件分析表明毛细管的绕制方式对毛细管固有频率有重要影响，结果表明：在毛细管长度管径等参数均相同的情况下，矩形绕制方式的固有频率远远高于圆形和U形毛细管，也远大于一般压缩机运行频率50HZ，有利于避免共振现象，且毛细管振幅最大处多集中于U弯处，此处不宜绑定线扎，否则将扩大整体振幅效果，不利于毛细管的稳定性。

【参考文献】

[1] 丁国良，张春路.制冷空调装置仿真与优化[M].北京：科学出版社，2001.版社，2001.