本文關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)葉輪的隨機(jī)振動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心式壓縮機(jī)葉輪又稱工作輪,是壓縮機(jī)中唯一對(duì)氣流做功的元件。葉輪工作中要承受壓力脈動(dòng)的氣動(dòng)載荷作用,考慮在氣動(dòng)脈動(dòng)載荷下的強(qiáng)度問題十分必要。如果從時(shí)域的角度提取氣動(dòng)壓力時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析,往往要求解微分方程,使得多載荷步瞬態(tài)分析比較費(fèi)時(shí),而且單個(gè)瞬態(tài)時(shí)程數(shù)據(jù)的分析結(jié)果不準(zhǔn)確。由于流場(chǎng)是非定常、脈動(dòng)的,葉輪表面的壓力具有一定程度的隨機(jī)性,因此可以采用虛擬激勵(lì)法,通過傅立葉變換將原問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程求解,不僅精度高,而且節(jié)約了大量的計(jì)算時(shí)間,還可以得到頻域分析內(nèi)響應(yīng)的功率譜及譜矩,便于后續(xù)的可靠度分析。 本文的主要工作包括： 首先,介紹了隨機(jī)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí),從概率、時(shí)域和頻域三個(gè)方面描述了隨機(jī)變量的特征值,重點(diǎn)概述了正態(tài)分布隨機(jī)變量的一些性質(zhì),介紹了常用的功率譜估計(jì)方法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。 其次,將虛擬激勵(lì)法引入壓縮機(jī)葉輪的隨機(jī)振動(dòng)分析,虛擬激勵(lì)法是高效精確的隨機(jī)振動(dòng)分析方法,但卻無法直接應(yīng)用于現(xiàn)有的有限元軟件。本文作者編寫了Ansys二次開發(fā)APDL命令流,實(shí)現(xiàn)了虛擬激勵(lì)法在有限元Ansys軟件中諧響應(yīng)模塊的應(yīng)用,并且構(gòu)造了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型,分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)在單點(diǎn)激勵(lì)、一維多點(diǎn)以及多維多點(diǎn)激勵(lì)下的虛擬激勵(lì)法解析解與Ansys諧響應(yīng)分析數(shù)值解的比較,相對(duì)誤差分布在0.01以下,精度滿足工程需要,驗(yàn)證了該方法的正確性,進(jìn)一步推廣了虛擬激勵(lì)法在工程中的應(yīng)用。 再次,針對(duì)以上研究對(duì)葉輪實(shí)例進(jìn)行分析,在考慮精度及計(jì)算效率的前提下,利用葉輪的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性,對(duì)單個(gè)扇區(qū)進(jìn)行諧響應(yīng)分析,在910個(gè)節(jié)點(diǎn)上施加不同激勵(lì),找出葉輪的高應(yīng)力區(qū),通過計(jì)算表明,這也是葉輪最容易發(fā)生疲勞破壞的區(qū)域。 最后,介紹了隨機(jī)振動(dòng)問題中常用的可靠度計(jì)算方法,利用一次二階矩法求解了葉輪在額定轉(zhuǎn)速下的可靠度。轉(zhuǎn)速提高后葉輪的平均應(yīng)力增大,可靠性降低,失效概率增大�；陔S機(jī)振動(dòng)分析的可靠度計(jì)算為求解葉輪應(yīng)力的超越概率以及疲勞分析等打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：葉輪 隨機(jī)振動(dòng) 氣動(dòng)載荷 虛擬激勵(lì)法 可靠度
【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】：2013
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 背景及研究意義10-11
• 1.2 葉片振動(dòng)力學(xué)研究綜述11-12
• 1.3 隨機(jī)振動(dòng)綜述12-17
• 1.3.1 隨機(jī)振動(dòng)的發(fā)展12-13
• 1.3.2 隨機(jī)振動(dòng)的分類13-15
• 1.3.3 確定型結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動(dòng)方法15-17
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 2 隨機(jī)振動(dòng)理論與方法18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 隨機(jī)振動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)18-21
• 2.2.1 隨機(jī)變量的數(shù)字特征18-20
• 2.2.2 正態(tài)分布函數(shù)20-21
• 2.3 功率譜估計(jì)21-25
• 2.3.1 經(jīng)典功率譜估計(jì)21-22
• 2.3.2 經(jīng)典功率譜估計(jì)方法的改進(jìn)22-23
• 2.3.3 現(xiàn)代功率譜估計(jì)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 隨機(jī)振動(dòng)虛擬激勵(lì)法在ANSYS中的應(yīng)用26-39
• 3.1 引言26
• 3.2 隨機(jī)振動(dòng)虛擬激勵(lì)法的基本原理26-27
• 3.3 虛擬激勵(lì)法的復(fù)域形式27-33
• 3.3.1 單源同相位平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)27-28
• 3.3.2 單源異相位平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)28-29
• 3.3.3 一維多點(diǎn)部分相干平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)29-31
• 3.3.4 多維多點(diǎn)部分相干平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)31-32
• 3.3.5 多維多點(diǎn)完全不相干平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)32-33
• 3.4 虛擬激勵(lì)法的實(shí)域形式33-38
• 3.4.1 虛擬激勵(lì)法實(shí)域分析原理34-36
• 3.4.2 虛擬激勵(lì)法在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 算例分析39-48
• 4.1 引言39
• 4.2 單點(diǎn)激勵(lì)39-42
• 4.3 一維多點(diǎn)部分相干激勵(lì)42-44
• 4.4 多維多點(diǎn)部分相干激勵(lì)44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 葉輪隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析48-60
• 5.1 引言48
• 5.2 葉輪模型48-53
• 5.2.1 葉輪固體模型48-49
• 5.2.2 葉輪有限元模型49-52
• 5.2.3 葉輪單個(gè)扇區(qū)有限元模型52-53
• 5.3 葉輪隨機(jī)振動(dòng)分析53-58
• 5.3.1 氣動(dòng)載荷時(shí)程數(shù)據(jù)53-54
• 5.3.2 葉輪氣動(dòng)載荷功率譜估計(jì)54-55
• 5.3.3 多維多點(diǎn)完全不相干平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)分析55-58
• 5.4 本章小結(jié)58-60
• 6 葉輪可靠性計(jì)算60-67
• 6.1 引言60
• 6.2 可靠度理論60-65
• 6.2.1 蒙特卡洛模擬法61-62
• 6.2.2 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論62-63
• 6.2.3 一次二階矩法63-65
• 6.3 葉輪可靠度65-66
• 6.4 本章小結(jié)66-67
• 7 總結(jié)與展望67-69
• 7.1 本文主要結(jié)論67-68
• 7.2 后續(xù)工作展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況74-75
• 致謝75-76
• 大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書76

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  本文關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)葉輪的隨機(jī)振動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：311058