發(fā)布時(shí)間：2017-09-03 10:20

  本文關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)葉輪斷裂失效分析

  更多相關(guān)文章： 葉輪 斷裂失效 裂紋擴(kuò)展分析 裂紋尺寸閾值 動(dòng)應(yīng)力

【摘要】：葉輪是離心壓縮機(jī)中最重要的旋轉(zhuǎn)部件,高速旋轉(zhuǎn)的葉輪若發(fā)生斷裂則極易引起連鎖的嚴(yán)重后果。本文重點(diǎn)研究離心壓縮機(jī)葉輪葉片斷裂失效分析方法,通過(guò)完整的失效分析揭示葉片斷裂失效的機(jī)制與發(fā)生條件,為離心壓縮機(jī)葉輪設(shè)計(jì)與優(yōu)化、運(yùn)行工況監(jiān)測(cè)、故障診斷提供參考。主要研究?jī)?nèi)容包括：1、通過(guò)葉片表面和斷口的宏觀和微觀檢測(cè)得到了葉片的表面質(zhì)量、斷口位置、裂紋源位置、斷口形貌和裂紋擴(kuò)展情況。分析表明：斷口均呈現(xiàn)高周疲勞斷裂特征；裂紋起源于葉片前緣根部的缺陷損傷處。通過(guò)測(cè)量獲得葉片初始缺陷尺寸,為進(jìn)一步分析提供數(shù)據(jù)。2、基于裂紋疲勞擴(kuò)展分析技術(shù)探索葉片缺陷疲勞擴(kuò)展發(fā)生條件。將含缺陷葉片抽象為二維裂紋分析模型,初始缺陷定義為平面角裂紋；通過(guò)應(yīng)力計(jì)算分析工作載荷的影響,提取裂紋面上的靜／動(dòng)應(yīng)力并施加至簡(jiǎn)化模型；采用裂紋擴(kuò)展分析技術(shù)模擬葉片裂紋疲勞擴(kuò)展行為,討論相關(guān)參數(shù)的影響。3、檢測(cè)與計(jì)算結(jié)果對(duì)比研究表明：(1)該葉輪的失效形式為高周疲勞下的斷裂失效,裂紋擴(kuò)展行為模擬結(jié)果與實(shí)際葉片破壞情況基本一致；(2)初始缺陷的尺寸、形狀以及動(dòng)應(yīng)力水平對(duì)葉片的裂紋尺寸閾值和循環(huán)次數(shù)都有很大的影響；(3)葉片的失效機(jī)理為：葉片前緣表面粗糙,前緣根部存在較多微小缺陷；危險(xiǎn)工況時(shí)氣動(dòng)交變壓力在葉片前緣根部激起了較大的動(dòng)應(yīng)力；在該動(dòng)應(yīng)力作用下,尺寸超過(guò)裂紋尺寸閾值的裂紋(缺陷)開(kāi)始不斷疲勞擴(kuò)展,最終葉片斷裂脫落。本文提供了離心壓縮機(jī)葉輪斷裂失效分析的一整套方法,具有工程參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：葉輪 斷裂失效 裂紋擴(kuò)展分析 裂紋尺寸閾值 動(dòng)應(yīng)力
【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(lèi)號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題的研究背景及意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 斷裂力學(xué)分析軟件簡(jiǎn)介13-14
• 1.4 本文的主要工作14-16
• 2 葉輪失效分析方法16-37
• 2.1 失效的定義和危害16-17
• 2.2 失效形式及影響因素17-21
• 2.2.1 失效形式17-19
• 2.2.2 失效的基本影響因素19-21
• 2.3 葉輪失效分析的思路21
• 2.4 失效分析常規(guī)測(cè)試技術(shù)21-28
• 2.4.1 化學(xué)成分分析21-23
• 2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試23
• 2.4.3 金相檢測(cè)23
• 2.4.4 斷口分析23-28
• 2.5 裂紋擴(kuò)展分析技術(shù)的理論與應(yīng)用28-37
• 2.5.1 結(jié)構(gòu)裂紋的分類(lèi)28-29
• 2.5.2 疲勞裂紋擴(kuò)展分析理論29-37
• 3 葉輪檢測(cè)分析37-54
• 3.1 葉輪失效概況38-39
• 3.2 葉片裂紋幾何參數(shù)及葉片表面質(zhì)量檢測(cè)39-42
• 3.2.1 裂紋幾何參數(shù)39-41
• 3.2.2 葉片表面質(zhì)量41-42
• 3.3 葉片斷口分析42-50
• 3.3.1 位置1處葉片的斷口形貌43-46
• 3.3.2 位置2處葉片的斷口形貌46-49
• 3.3.3 位置3處葉片的形貌49-50
• 3.4 葉片成分與硬度檢測(cè)50
• 3.5 金相檢測(cè)與顯微組織觀察50-52
• 3.6 小結(jié)52-54
• 4 應(yīng)力分析54-57
• 4.1 計(jì)算模型54-55
• 4.2 靜應(yīng)力計(jì)算55-56
• 4.3 動(dòng)應(yīng)力計(jì)算56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 5 葉輪裂紋擴(kuò)展分析57-65
• 5.1 輸入?yún)R總57
• 5.2 裂紋擴(kuò)展計(jì)算結(jié)果(a/c=1)57-59
• 5.3 參數(shù)討論59-63
• 5.3.1 缺陷尺寸和形狀的影響59-61
• 5.3.2 工作應(yīng)力的影響61-63
• 5.4 檢測(cè)與計(jì)算結(jié)果對(duì)比63-64
• 5.5 小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：784426