本文關鍵詞：大型離心壓縮機葉輪疲勞分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型離心壓縮機是一種重要的工業(yè)裝備,科技含量高、開發(fā)難度大、應用廣泛,是國民經濟發(fā)展所需的核心裝備之一。葉輪是離心壓縮機的核心部件,其可靠性對離心壓縮機性能的穩(wěn)定性有著重要的影響,研究葉輪的結構完整性及其疲勞問題,有著重要的工程應用價值。 本文闡述了結構完整性的基本概念以及葉輪結構完整性的故障樹分析方法。探討了葉輪疲勞失效分析方法。 利用葉輪非定常整體模型CFD計算結果,求出葉輪葉片表面靜壓；基于ANSYS軟件模擬葉輪的超速預加載過程,探討葉輪氣動靜壓對葉輪靜應力的影響,較為準確地預估葉輪工作中靜應力大小及其分布。闡述了葉輪共振特點,深入探討了葉輪尾流激振共振機理,并對尾流激振共振校核準則進行比較,利用SAFE圖校核葉輪共振,指出可能發(fā)生共振的葉輪模態(tài)。 通過對整體葉輪冬季工況的非定常CFD計算結果進行快速傅里葉變換(FFT),研究葉輪氣動載荷的頻率、幅值、相位特性。發(fā)現葉輪在正常工況下氣動載荷的頻率主要為通過頻率,通過頻率載荷壓力主要集中在葉輪入口處；通過頻率載荷的相位分布很復雜,葉片的不同位置普遍存在相位差,但相鄰葉片相位差相差為一定值,其大小與葉輪葉片個數以及前導葉個數有關。 闡述了葉輪動應力計算理論及其方法,對影響葉輪動應力的因素進行總結。通過對比葉輪尾流激振簡化載荷模型與完全載荷模型對計算結果的影響,研究了氣動載荷特性對葉輪動應力的影響。利用充分考慮相位差與載荷幅值分布的完全載荷模型和工程計算方法對葉輪進行動應力計算,得到葉輪的動應力大小及其分布。 通過對葉輪靜應力與動應力計算結果進行組合,對冬季工況下工作的葉輪進行疲勞壽命預估,分析影響葉輪疲勞壽命的因素。
【關鍵詞】：葉輪 疲勞失效 動應力 尾流激振 故障樹
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH452;O346.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國內外研究現狀12-13
• 1.3 本文的主要工作13-15
• 2 葉輪失效的結構完整性分析15-24
• 2.1 結構完整性概述15-17
• 2.1.1 結構完整性基本概念15-16
• 2.1.2 結構完整性工程分析方法16-17
• 2.2 葉輪失效故障樹分析方法17-20
• 2.3 葉輪疲勞預估方法20-24
• 2.3.1 葉輪靜應力計算方法21-22
• 2.3.2 葉輪動應力計算方法22
• 2.3.3 疲勞計算方法22-24
• 3 葉輪靜應力計算24-30
• 3.1 葉輪幾何及有限元模型24-25
• 3.2 葉輪靜應力分析過程25-26
• 3.3 葉輪靜應力計算結果26-30
• 3.3.1 葉片表面氣動壓力26-27
• 3.3.2 葉輪靜力計算結果27-29
• 3.3.3 氣動壓力對葉輪靜應力的影響29-30
• 4 葉輪尾流激振下共振校核30-39
• 4.1 葉輪導葉尾跡干涉30-34
• 4.1.1 葉輪尾流激振30-33
• 4.1.2 葉輪尾流激振共振頻率及節(jié)徑分析33-34
• 4.2 葉輪尾流激振下共振校核方法34-35
• 4.2.1 諧調葉輪振動特點34
• 4.2.2 葉輪共振判斷準則34-35
• 4.3 某離心壓縮機葉輪共振校核35-39
• 4.3.1 葉輪模態(tài)分析理論35-36
• 4.3.2 葉輪共振校核36-39
• 5 葉輪動應力計算39-58
• 5.1 葉輪氣動載荷特性分析39-48
• 5.1.1 葉輪氣動載荷頻率特性39-44
• 5.1.2 葉輪通過頻率氣動壓力分布特性44-46
• 5.1.3 葉輪氣動載荷周向分布特性46-48
• 5.2 葉輪動應力計算理論48-49
• 5.3 氣動載荷特性對葉輪動應力的影響49-53
• 5.4 葉輪動應力預估53-58
• 5.4.1 完全載荷模型動應力計算54-56
• 5.4.2 工程方法動應力計算56-58
• 6 葉輪疲勞分析58-77
• 6.1 疲勞概述58-61
• 6.2 影響疲勞壽命的因素61-65
• 6.2.1 平均應力的影響61-62
• 6.2.2 載荷形式的影響62
• 6.2.3 結構尺寸影響62-63
• 6.2.4 表面光潔度的影響63
• 6.2.5 表面處理及溫度、環(huán)境的影響63-65
• 6.3 疲勞破壞準則65-66
• 6.3.1 Plamgren-Miner線性累積損傷理論65
• 6.3.2 Marco-Starkey破壞理論65-66
• 6.3.3 Corten-Dolan破壞理論66
• 6.3.4 小結66
• 6.4 葉輪疲勞壽命預估66-72
• 6.4.1 葉輪材料疲勞屬性66-67
• 6.4.2 葉輪疲勞載荷67-69
• 6.4.3 葉輪疲勞計算及討論69-71
• 6.4.4 小結71-72
• 6.5 不同工況對葉輪疲勞壽命的影響72-77
• 6.5.1 超速預加載對葉輪疲勞壽命的影響72-73
• 6.5.2 壓縮機起停對葉輪疲勞壽命的影響73-75
• 6.5.3 轉速波動對葉輪疲勞壽命的影響75-77
• 結論與展望77-79
• 總結77
• 展望77-79
• 參考文獻79-82
• 附錄1 氣動載荷處理程序(Matlab語言)82-85
• 附錄2 葉輪結構計算命令流85-93
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況93-94
• 致謝94-95

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：大型離心壓縮機葉輪疲勞分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：350928