【摘要】： 葉片是軸流式壓縮機中最重要的零件之一,壓縮機運行時,葉片的動靜態(tài)特性直接關(guān)系著整機的運行安全。本文以某企業(yè)設(shè)計、制造的某型號軸流式壓縮機的一級動葉為研究對象,采用有限元分析法對其靜力學(xué)、動力學(xué)特性進行了分析、研究,根據(jù)分析結(jié)果對葉片的幾何結(jié)構(gòu)進行了改進。 針對葉片有限元建模過程中的幾何模型建立、幾何模型導(dǎo)入、網(wǎng)格劃分等問題進行了研究,給出了一套行之有效的葉片有限元模型建立方法。該方法解決了由CAD模型導(dǎo)入有限元分析軟件時的數(shù)據(jù)丟失問題,網(wǎng)格劃分方法保證了高質(zhì)量網(wǎng)格模型的建立。 對葉片的約束方式進行了研究,確定了更加合理的約束方式。計算了葉片在不同工作載荷下的靜態(tài)特性,得到了其應(yīng)力分布和變形規(guī)律。結(jié)果表明葉片高應(yīng)力區(qū)域位于榫齒及其圓弧過渡處,并且發(fā)現(xiàn)在這些位置存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中情況。 通過模態(tài)分析、瞬態(tài)動力學(xué)的方法,分析了葉片的動頻、動應(yīng)力。動應(yīng)力不但變化劇烈而且應(yīng)力峰值較大,四個榫齒承受的動應(yīng)力并不相等。 本文研究的葉片的斷裂位置與靜力分析所求出的最大應(yīng)力位置吻合,因此設(shè)法減小該位置的應(yīng)力集中情況對于提高葉片的強度很關(guān)鍵。提出了兩種結(jié)構(gòu)修改方案,并對修改后的葉片進行了有限元靜力學(xué)分析,對比了在關(guān)注位置的應(yīng)力集中情況,結(jié)果表明,兩種方案對榫齒及其圓弧過渡處的應(yīng)力集中均有改善作用,第二種方案可以大幅降低應(yīng)力集中。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH453
【圖文】：

流式壓縮機和軸流離心組合式壓縮機。軸流式壓縮機是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉片將氣體從軸向吸入，氣體獲得速度后排入導(dǎo)葉，再經(jīng)擴壓后沿軸向排出的一種速度型壓縮機，如圖1一1所示，其阻力損失小，流量大，效率高，因而廣泛應(yīng)用于石化、冶金等行業(yè)。通常壓縮機機組由若千單級構(gòu)成，每一單級則由動葉片安置在輪盤或轉(zhuǎn)軸上構(gòu)成的轉(zhuǎn)子和機殼與固定其上的導(dǎo)流器構(gòu)成的定子組成，工作時，氣體由進氣管通過進口導(dǎo)流器，以一定速度進入第一級，受到轉(zhuǎn)子的動力作用，獲得能量而提高了壓力，連續(xù)進入各級依次壓縮，壓力逐步提高后，經(jīng)出口導(dǎo)流器由排氣管送出。軸流式壓縮機廣泛用于燃氣輪機，除此還用于高爐鼓風(fēng)、空氣分離、天然氣液化和重油催化等裝置中壓送空氣和其他氣體。圖1一1軸流

3.1.1葉片的結(jié)構(gòu)軸流壓縮機的葉片由兩部分構(gòu)成:葉片的型線(葉型)部分和葉根部分‘30]，其具體結(jié)構(gòu)如圖3一1所示。葉型部分葉根部分圖3一1葉片結(jié)構(gòu)Fig.3一 1strUctoreofblade

本文先將所有數(shù)據(jù)按一定的格式順序?qū)懭胛谋疚募䞍?nèi)，每個點的x，y，z坐標(biāo)值各占一列，中間用多個空格隔開，數(shù)據(jù)的先后順序按葉型的拓撲結(jié)構(gòu)排列，本文采用的數(shù)據(jù)文件的格式如圖3一3所示;然后，為了分割曲線，找出x坐標(biāo)值中的最小值，這就是曲線的分割點，為了保證兩條樣條曲線在分割點的銜接，將分割點重寫一遍，分別屬于第一條曲線的末點和第二條曲線的起始點。Pro/e軟件提供了由文件直接讀取數(shù)據(jù)并生成樣條曲線的命令，但對文本文件的格式有特殊要求，即文本文件的后綴必須是.ibl，所以必須以*.ibl為Pro/e軟件的曲線文件格式。本文先創(chuàng)建一般形式的文本文件，然后將其改為*.ibl格式

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李德信;秦山峰;;高爐煤氣余壓透平葉片阻尼結(jié)構(gòu)及減振研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2011年12期

本文編號：2800414