基于斷裂力學(xué)的離心壓縮機(jī)首級(jí)葉輪疲勞壽命預(yù)測(cè).pdf

1、葉輪是離心壓縮機(jī)高速轉(zhuǎn)子的核心部件，由于葉輪結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境的復(fù)雜性，經(jīng)常發(fā)生疲勞破壞的現(xiàn)象。近年來(lái)，隨著壓縮機(jī)的核心部件葉輪結(jié)構(gòu)的直徑和出口寬度的增加，葉輪產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)展至斷裂的現(xiàn)象越來(lái)越頻繁，嚴(yán)重影響到壓縮機(jī)組的安全可靠性，這引起了人們的強(qiáng)烈關(guān)注。本文以離心壓縮機(jī)閉式葉輪為研究對(duì)象，以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)對(duì)其進(jìn)行裂紋擴(kuò)展壽命的研究。為進(jìn)一步研究葉輪斷裂仿真和安全設(shè)計(jì)打下理論基礎(chǔ)。
　　首先，對(duì)離心壓縮機(jī)閉式葉輪進(jìn)行三維實(shí)體模型的建

2、立，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析，得到了葉片與輪蓋焊接處的應(yīng)力分布。為了便于對(duì)葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂紋擴(kuò)展的研究，基于力學(xué)與幾何相似原理對(duì)三維葉輪葉片與輪蓋焊接處進(jìn)行了模型的簡(jiǎn)化，為求解應(yīng)力強(qiáng)度因子提供了可行性。
　　然后，利用簡(jiǎn)化的二維等效模型，進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算。從線彈性斷裂力學(xué)角度出發(fā)，應(yīng)用ANSYS軟件分別計(jì)算裂紋形式為中心裂紋及邊裂紋兩種典型裂紋形式的應(yīng)力強(qiáng)度因子，通過(guò)曲線擬合得到應(yīng)力強(qiáng)度因子隨裂紋長(zhǎng)度的函數(shù)關(guān)系。
　　最后，在