本文關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)葉輪全壽命疲勞分析與安定性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志性設(shè)備之一,大型離心壓縮機(jī)在能源、機(jī)械、水利等諸多領(lǐng)域內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用。而葉輪作為大型離心壓縮機(jī)的核心部件,其安全性與可靠性直接影響著整個(gè)壓縮機(jī)機(jī)組的安全與性能。本文采用全壽命疲勞分析與安定性分析方法對(duì)某大型離心壓縮機(jī)葉輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估。葉輪在全壽命周期經(jīng)歷各種荷載,主要包括超速預(yù)加載、啟停、轉(zhuǎn)速波動(dòng)、流致振動(dòng)等。本文主要研究?jī)?nèi)容包括：(1)考慮超速預(yù)加載效應(yīng)的葉輪全壽命周期疲勞評(píng)估方法。葉輪彈塑性分析結(jié)果表明,在經(jīng)過超速預(yù)加載處理后將在高應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。這使得隨后的疲勞分析不能簡(jiǎn)單地使用S-N曲線。本文提出一種基于ε-N曲線的考慮超速預(yù)加載效應(yīng)的通用疲勞算法,適用于葉輪的全壽命周期疲勞評(píng)估。(2)采用FE-SAFE疲勞分析軟件分別對(duì)半開式葉輪在啟停和轉(zhuǎn)速小幅波動(dòng)兩種工況下的疲勞壽命進(jìn)行分析,通過對(duì)比有無超速預(yù)加載處理的結(jié)果得知,在葉輪啟停工況下,超速預(yù)加載處理會(huì)在很大程度上延長(zhǎng)葉輪的疲勞壽命；而在葉輪轉(zhuǎn)速小幅波動(dòng)的工況下,超速預(yù)加載處理甚至可以避免葉輪發(fā)生疲勞破壞;(3)對(duì)葉輪在工程實(shí)際中所面臨的多種復(fù)雜氣動(dòng)荷載如尾流荷載以及旋轉(zhuǎn)失速等進(jìn)行等效簡(jiǎn)化,并在此基礎(chǔ)上對(duì)閉式葉輪進(jìn)行了疲勞壽命分析,結(jié)果顯示超速預(yù)加載處理之后的閉式葉輪可以抵抗更大的交變氣動(dòng)載荷而不會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞。由此可見超速預(yù)加載在葉輪制造過程中的重要作用。(4)葉輪結(jié)構(gòu)安定性分析方法探索。基于安定下限定理建立了適用于葉輪的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,并結(jié)合葉輪的結(jié)構(gòu)與荷載特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化,應(yīng)用MATLAB優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化求解得到了葉輪的安定轉(zhuǎn)速。同時(shí)用增量加載方式得到了葉輪安定轉(zhuǎn)速的有限元結(jié)果,通過對(duì)比說明該數(shù)學(xué)規(guī)劃模型具有較好的適用性,對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)安定性分析具有一定參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：超速預(yù)加載 殘余應(yīng)力 疲勞壽命 安定性
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 論文研究背景及意義9-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 疲勞分析理論基礎(chǔ)16-35
• 2.1 疲勞問題簡(jiǎn)介16-21
• 2.1.1 應(yīng)力疲勞16-17
• 2.1.2 應(yīng)變疲勞17-21
• 2.1.3 應(yīng)力應(yīng)變混合疲勞21
• 2.2 Miner線性累積理論21-22
• 2.3 平均應(yīng)力的修正22-25
• 2.4 影響疲勞壽命的因素25-33
• 2.5 葉輪超速預(yù)加載原理33
• 2.6 FE-SAFE疲勞分析軟件簡(jiǎn)介33-35
• 3 葉輪全壽命疲勞分析35-58
• 3.1 葉輪全壽命周期荷載分析35-37
• 3.2 葉輪超速預(yù)加載模擬分析37-45
• 3.2.1 葉輪有限元模型37
• 3.2.2 葉輪約束條件37
• 3.2.3 葉輪材料參數(shù)37-38
• 3.2.4 加載歷程38-39
• 3.2.5 結(jié)果分析39-44
• 3.2.6 小結(jié)44-45
• 3.3 葉輪啟停工況下疲勞壽命分析45-51
• 3.3.1 材料參數(shù)45
• 3.3.2 疲勞載荷45-46
• 3.3.3 疲勞分析參數(shù)46-47
• 3.3.4 結(jié)果分析47-49
• 3.3.5 小結(jié)49-51
• 3.4 葉輪轉(zhuǎn)速小幅波動(dòng)工況下疲勞壽命分析51-54
• 3.4.1 加載歷程51-52
• 3.4.2 結(jié)果分析52-53
• 3.4.3 小結(jié)53-54
• 3.5 閉式葉輪在氣動(dòng)荷載、旋轉(zhuǎn)失速等載荷作用下疲勞分析54-58
• 3.5.1 閉式葉輪有限元模型54
• 3.5.2 葉輪材料參數(shù)54-55
• 3.5.3 加載歷程55-56
• 3.5.4 結(jié)果分析56-57
• 3.5.5 小結(jié)57-58
• 4 閉式葉輪安定性分析58-62
• 4.1 經(jīng)典安定性分析理論58-59
• 4.2 數(shù)學(xué)規(guī)劃模型59-60
• 4.3 有限元模型60
• 4.4 葉輪安定轉(zhuǎn)速分析60-61
• 4.5 小結(jié)61-62
• 結(jié)論與展望62-64
• 主要結(jié)論62-63
• 工作展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

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