大型空分压缩机组寿命均衡评估系统开发

发布时间：2017-05-05 09:02

  本文关键词：大型空分压缩机组寿命均衡评估系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大型空分压缩机属于高科技产品,是衡量一个国家科技发展程度的重要标准。特别是近年来,大型化成为了空分压缩机的发展趋势,大型化带来机组设计、制造、运行寿命和可靠性等一系列技术难题。国产大型机组的运行可靠性差,故障频发,事故的发生不但带来了严重的经济损失而且还造成了人员的伤亡。同时,由于某一部件的损坏而带来整个压缩机的破坏,导致严重的经济浪费。因此,对于压缩机组的寿命均衡设计十分必要,要想实现空分压缩机寿命均衡设计的目标,其关键零部件寿命预测的准确性是关键问题,对于压缩机的不同零部件,根据结构和工况的不同选择不同的寿命预测方法同样十分重要。本文以统计学基本理论为出发点,提出了寿命均衡理论。以Matlab软件为系统开发工具,以疲劳寿命预测理论为基础,进行了压缩机组寿命均衡评估系统的开发。本文的主要工作内容如下。首先,对大型空分压缩机组的构成进行了分析,对关键设备和关键零部件进行了分类与命名。然后针对不同关键零部件分别采用名义应力法、局部应力应变法、断裂力学方法等进行疲劳寿命预测。提出了基于数值解的断裂力学方法用于压缩机三维焊接叶轮的寿命预测,运用有限元计算出的结果拟合应力强度因子,反求应力强度因子形状系数Y值,方便了其他叶轮疲劳扩展寿命的计算,提高了计算效率。最后,构建了寿命均衡度的概念来评估多机组的寿命均衡问题,该评估参量同时考虑了寿命倍频度、离散度和重要度等因素,并可以得到寿命均衡度与维修周期的关系,为用户制定维修计划提供参考。本文提出寿命均衡理论具有普遍性,同样可以运用于其他的系统。
【关键词】：压缩机 寿命均衡 名称管理 疲劳寿命预测
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 课题研究的背景及意义11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 大型空分压缩机的发展11-12
• 1.2.2 压缩机疲劳寿命预测和寿命均衡度设计12-14
• 1.3 本文的主要工作14-15
• 第2章 危险部位的名称管理15-21
• 2.1 引言15
• 2.2 空分压缩机组的介绍15-18
• 2.2.1 离心压缩机本体结构15-16
• 2.2.2 离心压缩机关键零部件介绍16-18
• 2.2.3 寿命预测关键零部件的确定18
• 2.3 四级名称管理18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 压缩机组零部件寿命的预测方法21-43
• 3.1 引言21
• 3.2 寿命预测方法概述21
• 3.3 名义应力法的寿命预测21-28
• 3.3.1 名义应力法21-22
• 3.3.2 影响零件疲劳强度的因素22-23
• 3.3.3 平均应力的修正23-24
• 3.3.4 疲劳安全因子24
• 3.3.5 应力寿命曲线的获得24-26
• 3.3.6 疲劳累积损伤理论26-27
• 3.3.7 基于故障载荷的名义应力法寿命预测27-28
• 3.4 局部应力应变法的寿命预测28-33
• 3.4.1 局部应力-应变法28-29
• 3.4.2 缺口应力应变的确定29-30
• 3.4.3 应变寿命曲线的获得30-31
• 3.4.4 疲劳累积损伤的计算31-33
• 3.5 断裂力学方法的裂纹扩展寿命预测33-42
• 3.5.1 疲劳寿命的断裂力学方法33
• 3.5.2 经典断裂力学方法零部件寿命预测33-35
• 3.5.3 基于数值解断裂力学方法的叶轮寿命预测35-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第4章 寿命均衡理论43-50
• 4.1 引言43
• 4.2 寿命倍频度43-44
• 4.3 寿命离散度44
• 4.4 寿命重要度44-45
• 4.5 寿命均衡度的计算45
• 4.6 举例说明45-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第5章 系统功能与设计50-71
• 5.1 引言50
• 5.2 系统功能分析50-52
• 5.2.1 功能模块分析50
• 5.2.2 系统登陆功能50-51
• 5.2.3 寿命估算模块51
• 5.2.4 寿命均衡评估模块51-52
• 5.3 界面设计52-62
• 5.3.1 登陆界面52-53
• 5.3.2 寿命均衡主界面53-54
• 5.3.3 危险部位命名模块54-55
• 5.3.4 名义应力法的寿命预测界面55-56
• 5.3.5 局部应力应变法的寿命预测界面56-57
• 5.3.6 断裂力学方法的寿命预测界面57-61
• 5.3.7 寿命均衡度计算61-62
• 5.4 寿命均衡度评估实例62-70
• 5.4.1 四级名称管理实例62-63
• 5.4.2 名义应力法计算实例63-65
• 5.4.3 断裂力学方法计算实例65-67
• 5.4.4 寿命均衡度计算67-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第6章 结论和展望71-72
• 6.1 结论71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75

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