發(fā)布時間：2020-05-19 07:55

【摘要】： 葉輪是離心壓縮機中最關(guān)鍵的旋轉(zhuǎn)部件,自身結(jié)構(gòu)、工作條件均十分復雜,其工作狀態(tài)直接影響到整個機組的安全。隨著壓縮機各種設計參數(shù)的不斷提高,葉輪的運轉(zhuǎn)條件和自身的力學特性也變得更為復雜。對旋轉(zhuǎn)葉輪進行深入的力學分析,為葉輪設計提供依據(jù),確保葉輪運行的安全性,對于研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的重大工業(yè)裝備具有重要的理論意義和工程實用價值。 本文對旋轉(zhuǎn)葉輪的力學特性進行了深入的研究,包括如下兩個方面: (1)綜合考慮計算精度、規(guī)模和效率,采用自適應有限元方法,對離心壓縮機葉輪原始模型與修正模型進行了精細的彈塑性分析。在此基礎(chǔ)上,數(shù)值模擬了超速預加載工藝過程,分析了超速預加載工藝過程中葉輪的von Mises應力和等效塑性應變的演化歷程,通過與無超速預加載歷史葉輪在正常工作下的應力水平做對比,揭示了超速預加載工藝的力學機理。分析了葉輪關(guān)鍵部位應力對有限元網(wǎng)格的敏感性問題,介紹了如何得到對網(wǎng)格不敏感的結(jié)構(gòu)熱點應力及相應的強度判別準則,進而正確使用有限元計算結(jié)果估計葉輪疲勞壽命。 (2)提出了將葉輪加載至發(fā)生塑性變形再卸載形成的殘余應力作為自平衡應力場的方法。根據(jù)極限分析與安定分析的兩個下限定理,建立了求解極限荷載和安定荷載的數(shù)學規(guī)劃,并進行求解。通過對簡單結(jié)構(gòu)進行安定分析驗證了方法的正確性。最后,對復雜的葉輪結(jié)構(gòu)進行了安定性分析,得到了葉輪工作時的安定條件。利用數(shù)學規(guī)劃列式,我們還進一步證明了,如果對于結(jié)構(gòu)的所有點,彈性包絡都是在荷載乘子取最大(最小)值時達到,則結(jié)構(gòu)的極限荷載和安定荷載相等。
【圖文】：

圖2.3叫一輪修正模型Fig.2.3TheimProvedrotatingbladed一diskmodel材料常數(shù)材料為FV52OB一I，彈性模量2.1x10‘’牛頓/平方米，泊松比0.3，

由于葉輪原始模型和修正模型采用的材料相同，因此，在ANSYS軟件彈塑性計算中均采用多線性各向同性硬化 (isotropiCharding一multilinear)材料模型，材料性能曲線以及性能曲線局部細節(jié)圖如圖2.6和圖2.7所示。材料性能曲線的d段是人為加入的，目的是防止位移過大導致非線性分析算法崩潰。Hl日 0Tabl侖Pr會v工e曰，，，{{L乙5}圖2.6材料性能曲線 Fig.2.6MaterialPerformaneecurve圖2.7材料性能曲線0一0.125段細節(jié)圖 Fig.2.7Detaildiagramofo一 0.125seetionin materialPerformaneeeury(3)位移約束條件軸孔固定約束。2.3.2加載歷史對于葉輪原始模型與修正模型，作用載荷均為繞Z軸轉(zhuǎn)動引起的慣性離心力，，葉輪的額定工作轉(zhuǎn)速為523.6rad/S。正常加載歷史如表2.1所示。時間(s)O表2.1正常加載歷史 2.1Normalloadinghistory…載荷(rad/S)
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH452

【參考文獻】

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本文編號：2670579