基于斷裂力學(xué)的離心壓縮機首級葉輪疲勞壽命預(yù)測.pdf

1、葉輪是離心壓縮機高速轉(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，隨著壓縮機的核心部件葉輪結(jié)構(gòu)的直徑和出口寬度的增加，葉輪產(chǎn)生裂紋并逐漸擴展至斷裂的現(xiàn)象越來越頻繁，嚴(yán)重影響到壓縮機組的安全可靠性，這引起了人們的強烈關(guān)注。本文以離心壓縮機閉式葉輪為研究對象，以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)對其進行裂紋擴展壽命的研究。為進一步研究葉輪斷裂仿真和安全設(shè)計打下理論基礎(chǔ)。
　　首先，對離心壓縮機閉式葉輪進行三維實體模型的建

2、立，并對其進行強度分析，得到了葉片與輪蓋焊接處的應(yīng)力分布。為了便于對葉輪結(jié)構(gòu)進行裂紋擴展的研究，基于力學(xué)與幾何相似原理對三維葉輪葉片與輪蓋焊接處進行了模型的簡化，為求解應(yīng)力強度因子提供了可行性。
　　然后，利用簡化的二維等效模型，進行應(yīng)力強度因子的計算。從線彈性斷裂力學(xué)角度出發(fā)，應(yīng)用ANSYS軟件分別計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)力強度因子，通過曲線擬合得到應(yīng)力強度因子隨裂紋長度的函數(shù)關(guān)系。
　　最后，在