双螺杆压缩机作为一种容积式压缩机,在我国应用十分广泛,尤其是在食品、医疗、制冷等众多生活领域。螺杆转子作为压缩机的核心零部件,对压缩机的工作性能尤为重要。现阶段国内外的双螺杆压缩机向着高速度、高精度以及高效率的方向发展,导致螺杆转子长期处于高温高压环境中,影响转子结构发生破坏。据统计,压缩机故障的70%是螺杆转子结构发生破坏引起的。为了提高螺杆转子的使用寿命,综合考虑压缩机工作过程中产生的压力场和温度场,对双螺杆压缩机进行多场耦合数值分析,研究螺杆转子的结构特性。主要工作如下:(1)建立双螺杆压缩机内部流场的有限元模型,基于有限体积法得到其工作过程中产生的压力场和温度场,通过数值插值技术将压缩机的压力场和温度场作为转子的外载荷,研究螺杆转子表面压力载荷和温度载荷的分布规律。(2)通过求解螺杆转子结构的静平衡方程,研究了双螺杆压缩机在扭矩作用、流固耦合、热固耦合以及流热固耦合下螺杆转子变形和应力的分布规律,并分析了这四种情况下压缩机在不同工况下变形和应力变化规律。(3)在流热固耦合的基础上,分析了螺杆转子摩擦应力和接触压力的分布情况,研究了流热固耦合作用下螺杆转子轴向弯曲变形的规律,对比了流热固耦合和扭矩作用下螺杆转子的模态频率,得到了压缩机产生的温度场和压力场对螺杆转子振动特性的影响规律。(4)在压缩机流热固耦合的情况下,通过线性累积损伤理论和名义应力法对螺杆转子进行疲劳寿命分析,得到了扭矩下和流热固耦合下螺杆转子的寿命分布情况,分析了不同排气压力下螺杆转子的疲劳寿命变化规律。研究结果对螺杆压缩机的结构设计和优化具有一定的理论参考。