22880.葉輪再制造臨界閾值界定中服役環(huán)境及疲勞裂紋擴展分析研究

1、碩士學位論文葉輪再制造臨界閾值界定中服役環(huán)境及疲勞裂紋擴展分析研究TheAnalysisofServiceEnvironmentandFatigueCrackGrowthinDeterminationofCriticalThresholdofImpellerRemanufacturing學號：21103069大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要再制造是指以廢舊產(chǎn)品全壽命周期理論

2、為指導，以恢復廢舊機電產(chǎn)品原有性能為目的，以節(jié)能、環(huán)保、優(yōu)質、高效、節(jié)材為準則，以先進技術和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段i對廢舊機電產(chǎn)品進行改造和修復的一系列技術措施或工程活動的總稱。作為離心壓縮機的核心部件，葉輪的再制造臨界閾值界定取決于葉輪服役環(huán)境以及再制造對象內部裂紋的擴展及剩余壽命等因素。因此，對再制造對象一葉輪的服役環(huán)境和裂紋擴展等問題的研究對葉輪再制造工業(yè)具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文的主要研究工作包括：第一、二章，闡述了研究葉輪再制造

3、臨界閾值的重要性，并介紹了接觸力學和斷裂力學的發(fā)展歷史以及國內外研究現(xiàn)狀。論述了非線性接觸問題和斷裂力學的一些相關理論，并對比介紹了幾種斷裂力學的有限元計算方法。第三章，應用有限元軟件ABAQUS，根據(jù)某壓縮機葉輪實際幾何外形建立了三維模型，在分析了模擬187種工況下葉輪的力學狀態(tài)所得數(shù)據(jù)后，分析了過盈量、工作轉速等因素對接觸壓強分布的影響，并擬合出計算接觸面積的經(jīng)驗公式，可以根據(jù)工作轉速需求選擇滿足接觸面積要求的最佳過盈量，并進一步考

4、察了超速預加載工藝的影響，對葉輪結構的初始設計和再制造中的再設計具有重要的借鑒作用。第四章，對在不同位置含有裂紋的葉輪接觸面簡化模型進行了疲勞裂紋擴展分析，應用J積分方法計算出了不同位置的裂紋尖端的應力強度因子，并通過不同模型結果驗證了計算結果的正確性。利用Paris疲勞裂紋擴展公式，計算出了在轉速波動下裂紋的疲勞擴展速率，對含裂紋葉輪剩余壽命進行了計算。相關計算對再制造臨界閾值的界定具有重要參考價值。關鍵詞：葉輪；再制造；過盈接觸；超