目前,天然气已成为影响国民生计的重要战略资源,随着其普及范围的增加,国家对天然气压缩设备的安全稳定提出了更高的要求。在天然气压缩领域,往复活塞式压缩机因其热效率高、适应压力范围广、造价低廉等优点在天然气增压集输、采气、注气、轻烃回收和脱硫增压等方面得到广泛的使用。缓冲罐是减小气流脉动最常用的结构,它对改善往复活塞式压缩机气路系统的振动起到了重要的作用。缓冲罐长期处在高压、机组振动等工作环境中,如果发生开裂失效,泄漏的高压易爆天然气将威胁到现场使用人员的安全。同时,压缩机大多工作在野外,导致压缩机维修不便,长时间的停运往往造成严重的经济损失。因此,缓冲罐的安全可靠就显得尤其重要。本文通过对一常用的往复活塞式压缩机缓冲罐进行强度及模态分析研究,找到了结构的薄弱部位以及结构的模态参数识别方法,通过补强设计提高了缓冲罐的强度,通过分析结构共振研究可能的失效原因,从而为采取措施避免失效提供了参考。主要开展了以下几个方面的工作：(1)通过综述国内外往复式压缩机安全可靠问题以及缓冲罐强度分析研究的现状,确定本文所采用的有限元计算方法和压力容器安全评价标准来进行缓冲罐强度计算与校核。具体利用Workbench静力分析模块进行了结构静力强度分析,找到了缓冲罐在不同工况下的应力应变规律与结构薄弱部位。(2)对增加补强圈后的缓冲罐进行静强度计算与校核,同时对补强圈结构不同尺寸进行正交试验研究,并得出了补强圈尺寸对缓冲罐结构应力峰值的影响规律。(3)利用Workbench的模态分析模块对缓冲罐结构进行了有无预应力状态下的模态分析,通过模态分析得到了缓冲罐的固有频率、模态振型和模态应力参数,验证了静力分析时得出的结构薄弱部位结论。然后利用缓冲罐流固耦合分析的计算结果进行了预应力下的模态分析,研究了工作参数对结构模态参数的影响。(4)进行了模态测试试验,得到了缓冲罐的试验固有频率及模态振型,通过对比有限元的模态结果,对有限元分析方法进行了验证。通过上述研究成果,可以更合理的设计缓冲罐补强圈结构尺寸,从而尽可能的提高缓冲罐的安全系数,避免在复杂振动环境中的意外失效。模态分析得出的结果为工程设计人员与现场使用人员提供了安全指导,从而为提高其可靠性,以及防止发生意外失效提供了有价值的参考。