案例分享：PERA SIM Mechanical空调压缩机谐响应分析
作者：付亚兰
本期我们将为您带来PERA SIM Mechanical空调压缩机谐响应分析经典案例。
1. 问题描述
某空调压缩机由压缩机、水箱、橡胶脚垫、管路等部件组成，该空调压缩机模型如下图所示。
空调压缩机模型
在管路末端和橡胶脚垫底部施加固定支撑、压缩机内部施加20N载荷，对该压缩机进行谐响应分析，输出压缩机各频率下的位移云图，以及监测点的位移-频率响应曲线。
2. 计算模型及规模
空调压缩机、水箱、管路和橡胶脚垫支架简化为薄壁结构，橡胶脚垫为三维实体结构。并建立脚垫支架与脚垫、水箱与夹具、压缩机机体和脚垫支架之间的连接。简化后的压缩机几何模型如下图所示：
空调压缩机简化后几何模型
对压缩机、水箱、管路和橡胶脚垫支架简化为二维板壳单元，采用低阶三角形网格划分方法，对橡胶脚垫采用低阶四面体单元网格划分方法，进行整体网格控制，并局部细化，得到网格模型。如下图所示，单元数：135543，节点数：74039。
网格模型
3. 计算参数和条件
计算模型对象的材料性能参数如下：
模型的材料分布
截面属性分布
激励条件
4. 计算结果
进行空调压缩机在20Pa激励载荷下的正弦扫频计算，前三阶频率下的位移响应云图如下：
压缩机位移云图（17Hz）
压缩机位移云图（18Hz）
压缩机位移云图（29Hz）
空调压缩机管路监测点处（监测点坐标：0.20906，0.0225，0.494729）的位移响应曲线如下所示：
监测点处位移频率响应曲线（X向）
监测点处位移频率响应曲线（Y向）
监测点处位移频率响应曲线（Z向）
基于完全法与模态叠加法两种方法进行谐响应分析，第三阶频率下的位移响应云图及对应计算时长如下：
模态叠加法（用时5分45秒）
完全法（用时8分27秒）
完全法与模态叠加法计算结果数值非常接近，但完全法耗费更多的计算时间，模态叠加法更为高效。
5. 结论
通过与商业软件ANSYS的对比，说明PERA SIM Mechanical计算结果与ANSYS相比偏差不大，能够满足工程应用的要求，并且提供模态叠加法及完全法两种计算方法进行谐响应分析，用户可以根据计算效率及精度要求选择合适的计算方法。
