随着高压空气作为新型清洁动力源和冷却源的应用越来越多,微型高压压缩机便成为该领域研究的一项重点。传统的压缩机经验设计方法很难满足所有设计要求的最优方案。在传统热力设计的基础上,充分考虑压缩机的动力平衡特性,以各级缸径为主要设计变量,以各级气体力合力为优化目标开展多目标多变量优化研究。经过动力学优化设计,压缩机各级气体力相比传统设计更加均衡。气体力合力最大值降低了18.4%,合力的波动幅值降低了56.1%,同时指示功率也降低了4.2%。

针对考虑气体力作用下涡旋压缩机传动系统动平衡优化设计,建立数学模型分析气体力及其标准偏差最小时的结构参数,应用Pro/E软件建立传动系统三维实体模型,采用Adams软件对涡旋压缩机进行传动系统动平衡的多目标优化,优化结果表明：切向气体力是影响涡旋压缩机传动系统动平衡的主要气体力;平衡块的结构参数是影响传动系统动平衡主要结构参数;考虑气体力作用二个平衡块应采用非对称布置。优化后传动系统动平衡综合性能有明显提高,实例证明优化方法切实有效。

对往复式空压机虚拟样机气体力加载的所有方式进行了研究，指出了不同加载方式的应用场合，为往复式空压机虚拟样机研究者提供了有效的气体力加载方案，可提高科研工作者的效率。

利用Pro／E建立了涡旋压缩机动涡旋盘的三维实体模型，基于有限元法分别对动涡旋盛在气体力、温度场和惯性力作用下的应力和变形分布情况进行分析，并对气体力、温度场、惯性力耦合作用下动涡旋盘的变形和应力进行了数值计算。结果表明温度场引起的轴向变形较大，惯性力使涡旋齿尾部的变形增加，多场耦合作用下最大变形发生在涡旋齿头，最大应力发生在涡旋齿头的底部和驱动轴承座孔内。

在气体力模型基础上,结合涡旋压缩机的基本参数和设计参数,分析了气体力的影响因素。得出基圆半径、节距、齿高、压缩比、排气量对气体力的影响情况。分析结果为减小涡旋压缩机的振动和噪声提供依据,为涡旋压缩机的动力平衡提供支撑。