气动激振下离心压缩机叶轮疲劳强度校核

发布时间：2017-11-04 12:37

本文关键词：气动激振下离心压缩机叶轮疲劳强度校核

【摘要】：大型离心压缩机作为在能源、交通、化工等领域广泛应用的能量转换装置,其可靠性直接影响到机组的安全运行。压缩机叶轮破坏事故的分析结果表明,叶片振动应力过大引起的高周疲劳是叶轮重要的破坏形式。在材料成分、加工过程、机械激励及气动激励等影响叶轮疲劳的因素中,气动荷载周期性作用在叶片上引起叶轮强迫振动是叶轮高周疲劳的主要因素。本文研究了气动激振荷载作用下离心压缩机叶轮的疲劳强度校核方法,为叶轮疲劳强度设计及破坏分析提供参考。根据流体非定常计算时域结果对叶轮整体结构模型进行瞬态分析,计算方法包括积分法与模态叠加法。对两种计算方法得到的的结果进行对比分析,并对采用瞬态法进行气动荷载下叶轮的动应力校核进行评价。对流体非定常计算得到的时域数据进行傅里叶变换,获得荷载的频率、幅值与相位特征,重点分析气动激振荷载在相邻叶片间的相位关系。对于在相邻叶片间相位差循环对称分布的典型荷载分量,通过干涉图确定叶轮的共振模态,对于非循环对称分布的非典型荷载分量,通过激振频率下叶轮动应力在各节径的分布情况确定叶轮的共振模态。进一步进行气动荷载作用下叶轮的共振计算,并对简化气动荷载的计算进行研究。考虑叶轮失谐因素的影响对叶轮共振动应力进行修正并进一步结合叶轮静应力计算结果进行疲劳分析。疲劳分析结果表明相位非循环对称分布的气动荷载激起叶轮零节径下的模态共振是引起叶轮疲劳失效的主要原因。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH452

【参考文献】

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