葉輪是離心壓縮機(jī)高速轉(zhuǎn)子的核心部件,它的結(jié)構(gòu)、工作狀態(tài)和工作環(huán)境十分復(fù)雜。葉輪的可靠性直接影響到整個(gè)壓縮機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn),甚至影響到整個(gè)機(jī)組的安全,可以說葉輪的可靠性基本上代表了大型離心壓縮機(jī)的可靠性。隨著離心壓縮機(jī)向大型、高速、高壓比等方向發(fā)展,對(duì)葉輪的要求也越來越高,葉輪的可靠性問題是阻礙我國大型離心壓縮機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵問題。因此,研究和分析葉輪的可靠性己經(jīng)成為迫切需要的問題。 本文首先基于ANSYS軟件對(duì)葉輪進(jìn)行受力分析以及數(shù)值模擬,從而為葉輪的優(yōu)化提出了合理的建議。利用ANSYS軟件對(duì)葉輪模型進(jìn)行了在正常加載和超速預(yù)過載兩種加載歷史情況下的力學(xué)計(jì)算分析,分析了葉輪在超速預(yù)過載下的Von Mises應(yīng)力和等效塑性應(yīng)變分布變化情況,并且與正常加載做了對(duì)比,較好的展現(xiàn)了超速預(yù)過載工藝的力學(xué)機(jī)理。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)無論是否有超速預(yù)加載歷史的葉輪,在正常工作狀態(tài)時(shí)的最大Von Mises應(yīng)力變化不大,但是過載后的等效塑性應(yīng)變遠(yuǎn)大于無過載,自增強(qiáng)的效果很明顯。 然后,討論了葉輪和主軸之間的裝配過盈量和葉輪及軸的彈性模量對(duì)裝配性能和可靠度的影響,得出了過盈量與葉輪靜強(qiáng)度可靠度和不滑移可靠度、彈性模量與葉輪靜強(qiáng)度可靠度和不滑移可靠度的關(guān)系曲線。研究表明,靜強(qiáng)度可靠度隨著過盈量的增加而減小,而不滑移可靠度隨著過盈量的增加而增大,也就是說,輪盤上的應(yīng)力和過盈裝配產(chǎn)生的摩擦扭矩隨著彈性模量的增加而增大。葉輪的彈性模量相對(duì)影響較大。在工程常用過盈量0.2mm和0.3mm時(shí),彈性模量對(duì)靜強(qiáng)度的影響不明顯,在較大的工作扭矩時(shí),不滑移可靠度隨著彈性模量的增加而增大,仍然是葉輪的彈性模量相對(duì)影響較大。在實(shí)際的工程中,可根據(jù)本身的需要來選取合適的裝配過盈量和彈性模量,在滿足兩種可靠度要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH452
【部分圖文】：

Figa)葉片根部發(fā)生人面積斷裂b)葉片跟部斷裂的放大圖圖1.22007年1月某國產(chǎn)離心J一仁縮機(jī)渦輪葉片發(fā)生斷裂事故，造成全線停產(chǎn)TurbinebladefraetureaeeidentofadomestiecentrifugaleomPressorhavemadetheProductionIinesusPendProductioncomPletelyinJanuary2007

大連理「大學(xué)碩士學(xué)位論文度都不是一個(gè)確定的值，而是由若干隨機(jī)變量組成的多元隨機(jī)函數(shù)(隨機(jī)變量)，他們都具有一定的分布規(guī)律，如圖2.1所示。材料強(qiáng)度翔…八s)八5，廿應(yīng)力才二f(，:。，:，一‘)r<st’匡\S-““”巡5，I’S.1絲令s.強(qiáng)度S二f(.s:.5砂二S一)方，S圖2.1應(yīng)力一強(qiáng)度綜合干涉模型 Fig.2.1Stress一 strengtheomPrehensiveinterferencemodel這種應(yīng)力和強(qiáng)度的分布情況，嚴(yán)格地說都或多或少的與時(shí)間因素有關(guān)，當(dāng)時(shí)間t二0時(shí)

考慮到計(jì)算規(guī)模，只在葉片的前緣與軸盤和蓋盤的倒角處(理論上可能發(fā)生最大應(yīng)力的區(qū)域)采用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分。取初始網(wǎng)格尺寸為20~，網(wǎng)格尺寸比例變化范圍0.5一1，能量收斂于3%以內(nèi)停止迭代，如圖3.3所示。對(duì)網(wǎng)格改進(jìn)前后所得的 VonMises應(yīng)力云圖作了對(duì)比，如圖3.4所示。顯然，與自由劃分網(wǎng)格相比，通過自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，我們可以得到細(xì)化的、高質(zhì)量的網(wǎng)格，為提高有限元計(jì)算的精度提供了良好的保障。鬢鬢纂鬢鬢纓纓豁篡篡a)葉輪葉片與蓋盤倒角處b)葉輪葉片與軸盤倒角處圖3.3葉輪白適應(yīng)劃分的網(wǎng)格Fig‘ 3.3lillPellerofadaPtiVemeshing

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 何偉全;大型離心壓縮機(jī)葉輪的全壽命力學(xué)響應(yīng)分析[D];大連理工大學(xué);2010年

2 范蘇月;氣動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)壓氣機(jī)葉輪可靠性影響的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2825289