压缩机叶轮和轴过盈配合拆解的界面研究

发布时间：2017-05-07 17:14

  本文关键词：压缩机叶轮和轴过盈配合拆解的界面研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：再制造工程拆解界面的研究具有重要的价值,不仅丰富了界面研究的内容,而且有利于推动再制造业的发展。 本文运用理论模型推导、有限元仿真计算、拆解模拟试验等方法对压缩机叶轮和轴拆解界面的形态进行了分析研究。本文首先分析拆解前界面形态,使用有限元软件ANSYS分析叶轮和轴过盈配合状态下总体应力-应变分布及接触界面受力状态,得到叶轮和轴过盈配合时的最大应力、最大应变、最大变形均在接触面边缘处,接触面的应力和变形沿周向分布均匀,且两端边缘的应力值和总变形量都高于中间区域的应力值和总变形量。然后采用M-B模型推导载荷与接触面积的理论关系。为了探究微观形貌,再利用W-M函数建立简化的接触模型模拟过盈配合界面接触,然后利用有限元软件进行仿真计算,分析接触界面的弹、塑性接触面积和表面微凸体的应力和变形,理论推导的结果和仿真分析结果相互验证,得到不同载荷下界面具体的接触参数数值；发现微凸体中心区域的变形量最大,微凸体肩部区域的等效应力值最大,肩部区域可能导致配合界面初始裂纹萌生；对拆解前过盈配合界面的微观形貌作了量化的描述。本文还设计了拆解模拟试验,从不同的角度分析试件表面的损伤特征和损伤的影响因素,总结不同载荷下的损伤规律,提取重要的表面参数对表面损伤程度进行评价,建立表面损伤评价体系。
【关键词】：过盈配合拆解 界面损伤 W-M接触模型 叶轮和轴
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-26
• 1.1 课题研究背景15-19
• 1.1.1 国内外再制造产业的发展现状15-18
• 1.1.2 再制造工程的拆解理论18-19
• 1.2 国内外过盈配合拆解相关研究现状19-22
• 1.2.1 温差拆解现状19-21
• 1.2.2 液压拆解现状21-22
• 1.3 拆解界面的损伤22-23
• 1.4 课题来源及主要研究内容23-26
• 第二章 过盈配合力学理论及其有限元分析26-41
• 2.1 引言26
• 2.2 过盈配合力学理论26-32
• 2.2.1 过盈配合弹性变形计算方法26-29
• 2.2.2 过盈配合弹塑性变形计算方法29-32
• 2.3 叶轮和轴过盈配合有限元分析32-40
• 2.3.1 叶轮和轴模型的建立32-35
• 2.3.2 有限元计算结果的分析35-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 过盈配合再制造拆解前界面的微观形貌研究41-63
• 3.1 面向再制造的大过盈配合拆解41-42
• 3.2 界面接触理论42-46
• 3.2.1 基本接触理论42-43
• 3.2.2 分形接触理论43-46
• 3.3 接触界面的数值分析46-51
• 3.3.1 试件表面粗糙度的测量46-47
• 3.3.2 试件表面的分形特性验证与参数确定47-48
• 3.3.3 试件表面的分形接触模型48-51
• 3.4 接触界面的仿真分析51-61
• 3.4.1 验证W-M函数模拟表面与实际表面的差异51-55
• 3.4.2 分形模型的仿真分析55-61
• 3.5 仿真分析与数值分析对比61-62
• 3.6 本章小结62-63
• 第四章 拆解模拟试验的试验设计与分析63-80
• 4.1 拆解试验的目的63
• 4.2 拆解试验的前期准备63-65
• 4.2.1 拆解试验台的搭建63-64
• 4.2.2 试件制备及相关辅助测量仪器64-65
• 4.3 试验的数据统计65-68
• 4.4 拆解试验试件表面损伤的分析68-79
• 4.4.1 试件表面损伤的微观形貌68-72
• 4.4.2 试件表面损伤的影响因素72-76
• 4.4.3 试件表面损伤程度的评价76-79
• 4.5 本章小结79-80
• 第五章 总结与展望80-82
• 5.1 全文工作总结80-81
• 5.2 后续工作展望81-82
• 参考文献82-85
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况85

【参考文献】

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本文编号：350279