【摘要】：離心壓縮機(jī)是衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn),其核心部件是高強(qiáng)度鋼FV520B-I葉片。開展廢舊FV520B-I葉片的再制造能夠有效的節(jié)約資源、減少能耗、避免環(huán)境污染,是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。根據(jù)廢舊葉片的損傷程度及其剩余壽命等因素,探索新的可再制造性判斷方法是廢舊葉片再制造所面臨的關(guān)鍵問題。目前國內(nèi)外對廢舊葉片可再制造性評價(jià)體系尚不完善,本文在國家973計(jì)劃項(xiàng)目(機(jī)械裝備再制造的基礎(chǔ)科學(xué)問題,編號:2011CB013400)的支持下,基于經(jīng)典的疲勞理論,揭示超高周疲勞失效競爭機(jī)理,建立FV520B-I葉片基于不同疲勞損傷的剩余壽命預(yù)測模型,提出基于疲勞損傷的可再制造性判斷方法,實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)葉片可再制造性評價(jià)的定量表征。本文主要開展以下工作:1.表面與內(nèi)部疲勞失效競爭分析�；跀嗔蚜W(xué),在不同表面粗糙度條件下,結(jié)合不同疲勞損傷的疲勞強(qiáng)度模型,揭示了高強(qiáng)度鋼表面和內(nèi)部疲勞失效競爭機(jī)理。分析葉片在不同損傷情況下疲勞失效的主要因素,提出表面與內(nèi)部疲勞失效競爭模型。2.FV520B-I基于內(nèi)部夾雜物的疲勞壽命預(yù)測研究。分析葉片材料FV520B-I超高周內(nèi)部疲勞失效機(jī)理,基于Murakami模型,融入葉片實(shí)際工況參數(shù),提出適用于FV520B-I的疲勞強(qiáng)度計(jì)算模型;基于Paris公式及能量耗散理論,結(jié)合超高周疲勞試驗(yàn),得到與材料FV520B-I相關(guān)的材料性能參數(shù),建立了基于內(nèi)部夾雜物的FV520B-I超高周疲勞壽命預(yù)測模型。3.FV520B-I基于表面微觀缺陷的疲勞壽命預(yù)測研究。開展FV520B-I基于不同粗糙度的超高周疲勞試驗(yàn),分析表面微觀缺陷對材料FV520B-1超高周疲勞壽命的影響,以表面粗糙度Ra定量表征表面微觀缺陷。結(jié)合超聲疲勞試驗(yàn),參考經(jīng)典Paris公式,建立了基于表面微觀缺陷的FV520B-I疲勞壽命預(yù)測模型。4.超聲加載頻率對FV520B-I疲勞壽命的影響研究。開展材料FV520B-I超聲疲勞試驗(yàn)與常規(guī)疲勞試驗(yàn)比較研究,以Basquin公式為基礎(chǔ),提出了超聲疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)與常規(guī)疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換模型,并對FV520B-I超高周疲勞壽命模型進(jìn)行修正。5.FV520B-I葉片基于疲勞損傷的可再制造性判斷�；贔V520B-I超高周疲勞壽命預(yù)測模型與現(xiàn)有的可再制造性評價(jià)體系,根據(jù)剩余疲勞壽命與可再制造性之間的邏輯關(guān)系,得到了基于疲勞損傷的可再制造臨界閾值與可再制造性判斷指標(biāo),提出了基于疲勞損傷的可再制造性判斷方法。本文將疲勞失效機(jī)理、疲勞壽命預(yù)測及可再制造性判斷三者有機(jī)的結(jié)合起來,為FV520B-I葉片疲勞壽命預(yù)測及可再制造性判斷研究開辟了新的途徑,具有重要的理論與實(shí)踐意義。
【圖文】：

的應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值與疲勞裂紋擴(kuò)展速率之間的映射關(guān)系，提出了著名的Ｐａｒｉｓ公式。逡逑該公式能夠很好的描述疲勞裂紋擴(kuò)展階段的速率變化，并進(jìn)一步應(yīng)用至疲勞裂紋擴(kuò)展壽逡逑命的預(yù)測，如圖１．１所示。逡逑￣邋＝邋（１．２）逡逑ｄＮ邋Ｖ邋’逡逑圖１．１中，，Ａ／Ｔｔｈ為應(yīng)力強(qiáng)度因子門檻值，是與材料相關(guān)的參數(shù)；尺１（：表示Ｉ型裂紋的逡逑斷裂初度。逡逑％逡逑｜邐ｉ邋Ｊ逡逑！邋Ｊ逡逑ｒ邋��！逡逑邐Ｌ＿ｉ邐＾逡逑Ａ邋Ｋａ邐Ｋｉｃ邐匕邋ｋ逡逑圖１．１邋Ｐａｒｉｓ公式逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋Ｐａｒｉｓ邋ｆｏｒｍｕｌａ逡逑隨著Ｐａｒｉｓ公式的提出及廣泛應(yīng)用，很多學(xué)者以Ｐａｒｉｓ模型為基礎(chǔ)對其進(jìn)行了更加深逡逑入的研究與修正。Ｆｏｒｍａｎ１７２１以應(yīng)力比對疲勞裂紋擴(kuò)展的影響為研究核心，對Ｐａｒｉｓ公式逡逑進(jìn)行了修正，提出了著名的Ｆｏｒｍａｎ公式。Ｌａｎｃａｓｔｅｒ等針對高強(qiáng)度鋼ＣＳＳ４２Ｌ開展了逡逑－８邋－逡逑

制造性判斷研究現(xiàn)狀逡逑造性判斷作為評價(jià)毛坯件可再制造程度的關(guān)鍵方法，是再制造。目前再制造工程中的可再制造性判斷主要是指對己經(jīng)報(bào)廢的設(shè)造能力的評估。逡逑９２１是可再制造性判斷理論研究的先驅(qū)者之一，他以再制造工程中基礎(chǔ)，將拆卸、清洗、檢查、裝備以及服役性能檢測等各個(gè)環(huán)節(jié)標(biāo)進(jìn)行定量表征，并以指標(biāo)大小作為可再制造性判斷的依據(jù)。Ｒｏ的可再制造性判斷進(jìn)行了深入研究，并提出了相應(yīng)的可再制造性１９３１在Ｒｏｂｅｒｔ理論的基礎(chǔ)上，將影響零部件可再制造程度的指標(biāo)類：生態(tài)環(huán)境指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及法規(guī)制度指標(biāo)。在這兒項(xiàng)指標(biāo)性判斷準(zhǔn)則：易于拆卸、易于檢測、容易清洗、替換過程簡單、裝上準(zhǔn)則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化整理，提出了適用于可再制造性設(shè)計(jì)的判斷等１９４１以再制造毛坯件的使用壽命、工況環(huán)境、再制造成本等為，對機(jī)械產(chǎn)品的再制造可能性進(jìn)行了研宄。其中零部件的工況因部件的可再制造次數(shù)有比較大的影響，如果再制造成本能夠降低
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH452

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2648270