空氣渦輪泵的作用是將工質(zhì)—壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化成機械能，為特種混流泵提供機械動力，使泵入的海水具有一定壓力和流量，經(jīng)發(fā)射水艙進入發(fā)射管，推動管中物體運動出管。發(fā)射系統(tǒng)的特點是短時間工作，卻要求提供較大功率，使得所發(fā)射的物體在1、2秒內(nèi)達到預定的出管速度要求。由于發(fā)射的過程極短，也就意味著作為原動機的渦輪機的轉(zhuǎn)速由零上升到額定轉(zhuǎn)速的時間極短，在整個過程中，渦輪機一直處于變工況工作狀態(tài)。工況急劇變化使得對渦輪機葉輪的材料選用、強度和穩(wěn)定性有著極高的要求。如一旦渦輪機葉輪發(fā)生了不可恢復的塑性變形，致使葉頂間隙過小、導致葉片與流道內(nèi)壁可能發(fā)生干涉，進而埋下重大安全隱患。故研究高速葉輪的變形特性關(guān)乎整個發(fā)射系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此，本課題的研究具有重大的理論意義和實際價值。工程實際中，葉輪工作的工況一般都需要在其額定轉(zhuǎn)速以下。因為一旦超過其額定轉(zhuǎn)速，可能會發(fā)生塑性變形，而塑性變形的重要特性就是不可恢復性，本論文研究的方向就是研究葉輪在其發(fā)生塑性變形的情況下，定量地得出葉輪的塑性變形區(qū)域及形變勢能大小，研究葉輪變形特性，為可靠地設計不同工況下的葉輪葉片提供依據(jù)。本文對鈦合金葉輪在超速情況下發(fā)生塑性... 

【文章來源】：中國艦船研究院北京市

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景介紹
    1.2 研究葉輪變形的重要價值及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的目的及意義
    1.4 課題研究內(nèi)容與方法
第二章 利用解析法求解葉輪塑性變形
    2.1 葉輪在魚雷武器中的重要作用
    2.2 彈塑性變形對可靠性的影響
        2.2.1 彈塑性變形對葉頂間隙的影響
        2.2.2 激波對葉輪性能的影響
    2.3 理論基礎
        2.3.1 利用解析法求解葉輪塑性變形的意義
        2.3.2 工程構(gòu)件的塑性極限分析
        2.3.3 極限分析方法歷史概況
        2.3.4 研究材料的應力——應變曲線
    2.4 建立計算模型
    2.5 葉輪在離心力作用下的變形
        2.5.1 完全彈性狀態(tài)下應力和輪盤變形的理論解
        2.5.2 葉片受力分析
        2.5.3 根據(jù)邊界條件確定位移通解表達式
        2.5.4 確定材料的彈塑性變形區(qū)域
        2.5.5 屈服條件
        2.5.6 輪盤變形的解析解
    2.6 實例分析
    2.7 計算結(jié)果分析
    2.8 簡要介紹分析葉輪塑性變形引起的葉頂間隙變化
    2.9 本章小結(jié)
第三章 利用能量法研究葉輪轉(zhuǎn)動過程中的能量特性
    3.1 能量法概述
        3.1.1 塑性變形過程中的宏觀熱現(xiàn)象
        3.1.2 塑性變形過程中伴隨熱現(xiàn)象的微觀機理
    3.2 塑性變形能量理論研究歷史和背景
        3.2.1 塑性變形損傷能量理論
        3.2.2 通過測量溫度變化和數(shù)值分析方法研究應變能取得的進展
        3.2.3 應變能和儲能
    3.3 探討如何求得葉輪屈服變形的臨界點
        3.3.1 對材料應力應變曲線的近似
        3.3.2 塑性屈服條件
    3.4 計算葉輪塑性變形能和溫度升高
        3.4.1 葉輪變形過程中的能量描述
        3.4.2 理論分析
        3.4.3 實例計算
        3.4.4 試驗結(jié)果
        3.4.5 結(jié)論分析
    3.5 其他方法求解應變能
        3.5.1 局部應力應變法
        3.5.2 當量應變能密度方法
        3.5.3 統(tǒng)一本構(gòu)模型方法
    3.6 本章小結(jié)
第四章 試驗驗證
    4.1 試驗目的
    4.2 試驗地點
    4.3 參試設備
    4.4 試驗試件
    4.5 試驗結(jié)果和分析
        4.5.1 試驗結(jié)果
        4.5.2 試驗分析
    4.6 結(jié)論
第五章 ANSYS 仿真計算
    5.1 概述
    5.2 有限元計算
        5.2.1 葉片徑向位移量和應力計算仿真分析
        5.2.2 葉輪系統(tǒng)整體位移量和應力仿真分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 下一步研究方向和重點
致謝
參考文獻
學術(shù)論文和科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3181979