基于超高周疲勞的離心壓縮機(jī)葉輪可再制造性評(píng)價(jià)研究.pdf

1、近些年，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源匱乏的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，實(shí)施再制造是解決這個(gè)難題的最優(yōu)途徑之一。再制造可以達(dá)到節(jié)省資金、節(jié)能、節(jié)材和保護(hù)環(huán)境的效果。離心壓縮機(jī)葉輪在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛使用，因其制造成本高、附加值比較高，成為良好的再制造對(duì)象。但是壓縮機(jī)葉輪由于復(fù)雜的工作環(huán)境和超長的工作時(shí)間，導(dǎo)致其再制造難度很大。研究葉輪材料FV520B-I的超高周疲勞性能，為離心壓縮機(jī)葉輪的疲勞壽命設(shè)計(jì)與疲勞失效預(yù)防提供指導(dǎo)，從而為葉輪的可再制造性評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)

2、。
　　本文利用Fluent模擬分析了離心壓縮機(jī)葉輪在的正常工況、失速和喘振三種工作狀態(tài)的載荷與應(yīng)力分布，發(fā)現(xiàn)葉片前端與蓋盤及底盤的接觸位置應(yīng)力較大，容易發(fā)生疲勞破壞。利用斷裂損傷力學(xué)，得到邊緣及內(nèi)部裂紋尖端場(chǎng)強(qiáng)分布，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部裂紋尖端場(chǎng)的分布與邊緣裂紋相似，只是數(shù)值較小。
　　結(jié)合超聲疲勞試驗(yàn)，研究FV520B-I材料的超高周疲勞性能，并且通過與常規(guī)頻率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，利用Basquin方程對(duì)超聲疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，修正

3、后的疲勞強(qiáng)度σa=410MPa，更符合實(shí)際。由于壓縮機(jī)葉輪疲勞強(qiáng)度測(cè)試?yán)щy，因此結(jié)合多種因素的影響規(guī)律，提出基于改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度的葉輪疲勞強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型，利用已有數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未知葉輪的疲勞強(qiáng)度。
　　基于微觀位錯(cuò)理論、能量理論和Paris公式，綜合裂紋萌生壽命和擴(kuò)展壽命，本文提出了FV520B-I材料在超高周情況下的疲勞壽命模型，綜合利用確定性損傷容限和概率損傷容限的方法對(duì)葉輪的剩余壽命、裂紋擴(kuò)展、初始裂紋尺寸和分布進(jìn)行分析，對(duì)葉輪的