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隔膜压缩机膜片在液压油压力的作用下在膜腔内往复运动从而实现压缩气体介质。膜片是隔膜压缩机中最重要、最易损的元件，除了受到压差力的作用而使膜片产生内应力外，不同的工艺气体温度也将使膜片内部产生不同的热应力，两者的耦合作用常常会使膜片的最大等效应力急剧上升，进而使膜片在设计寿命内发生强度破坏。本文主要是借助ANSYS有限元软件详细分析压差力作用下膜片的应力状态、热载荷作用下膜片的应力状态以及两者耦合作用下膜片的应力状态，通过对比分析上述三种情况下膜片的应力分布，找出静力与热载荷耦合作用机理。最后通过选择合适的膜腔曲线挠度指数与热载荷温度来优化膜片的应力，以期最终提高膜片寿命。 首先根据隔膜压缩机膜片的工作过程分析膜片气侧与油侧的受力情况。然后借助板壳理论建立压差力载荷与膜片挠度曲线的关系方程，并求得在一定挠度曲线下膜片径向正应力与周向正应力在半径方向的分布规律。 首先建立了膜腔与膜片的有限元分析模型，然后对膜片在静力单独作用下的应力状态做了详细分析。将仿真结果与理论上得到的解析解进行对比，分析表明有限元方法所得到结果是准确可靠的。接着分析周边固支膜片在热载荷单独作用下的应力状态，同时提出膜片可能出现屈曲现象并作进一步分析得出屈曲临界载荷T=65℃与屈曲模态。最后对膜片在静力与热载荷耦合作用条件下的应力状态进行了有限元分析，与之前静力或热载荷单独作用情况下的应力状态比对，得到热载荷对膜片应力状态影响的基本机理与规律。对比静力单独作用下膜片的最大等效应力255MPa和静力热载荷T=32℃耦合作用下的最大等效应力207MPa，分析表明温度载荷对膜片最大等效应力有显著影响。 对在不同膜腔型线挠度指数Z及热载荷T下隔膜压缩机膜片的最大等效应力进行优化设计。首先提出最大等效应力的优化应保证排气量不变，并根据膜腔型线方程推导出排气量方程，根据排气量方程求得几组不同挠度指数Z所对应的膜片中心点的最大挠度W0，由此求得不同挠度指数下的膜腔型线方程，然后分别用不同的膜腔曲面建立膜片在静载荷作用下的有限元分析模型，通过比较不同挠度指数Z下膜片的最大等效应力找到最优Z值4.1；建立Z=4.1时膜片有限元分析模型，借助Design Exploration工具对热载荷T进行优化设计，由求解结果找出了膜片上下表面的最大等效应力随热载荷变化的规律，并从静力与热载荷耦合作用机理的角度，分析了热载荷对膜片等效应力分布的影响；对比分析最优热载荷T=41℃时膜片最大等效应力185MPa与静力单独作用下的膜片最大等效应力251MPa，并提出保证膜片在最优热载荷下工作的可行方案。