考慮損傷模糊性的再制造葉輪安全服役壽命數(shù)值預(yù)估及支持系統(tǒng).pdf

1、機(jī)械裝備再制造是一種以損傷退役零部件為再制造毛坯，采用高新再制造技術(shù)手段，實現(xiàn)機(jī)械裝備“以舊造新”的可持續(xù)制造模式，其目標(biāo)是延長產(chǎn)品的服役年限，降低資源消耗與環(huán)境污染，提高資源利用率，其實質(zhì)是利用技術(shù)創(chuàng)新充分挖掘退役產(chǎn)品的剩余價值，進(jìn)一步促進(jìn)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型的兩型社會建設(shè)進(jìn)程。
　　我國作為機(jī)械裝備制造業(yè)大國，將面臨大量的退役機(jī)械裝備，開展再制造領(lǐng)域相關(guān)的問題研究，能夠有助于縮小我國與發(fā)達(dá)國家裝備再制造技術(shù)水平差距，實現(xiàn)我國

2、再制造產(chǎn)業(yè)化健康發(fā)展。再制造產(chǎn)品的核心挑戰(zhàn)是如何提高其服役安全及服役壽命，其中作為關(guān)鍵技術(shù)之一的再制造產(chǎn)品安全服役壽命預(yù)估因涉及到多個學(xué)科及領(lǐng)域，亟需相關(guān)理論支持。本論文將結(jié)合國家973重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計劃課題之一“再制造零部件的壽命預(yù)測與再制造產(chǎn)品服役安全驗證”（2011CB013405）和高校博士點(diǎn)基金課題“再制造機(jī)械零部件服役壽命演變機(jī)理及預(yù)測方法研究”（20110191110005）等課題，以離心壓縮機(jī)失效葉輪為研究對象，開展考慮損

3、傷模糊性的再制造葉輪安全服役壽命數(shù)值預(yù)估及支持系統(tǒng)研究，為再制造零部件安全服役壽命提供理論支撐。
　　首先，針對葉輪失效過程中的疲勞損傷模糊性特點(diǎn)，建立基于模糊理論的Miner準(zhǔn)則修正模型；對影響再制造葉輪疲勞損傷的影響因素如毛坯質(zhì)量等進(jìn)行深入分析，搭建疲勞損傷量評價標(biāo)準(zhǔn)體系，并建立基于模糊綜合評價方法的再制造葉輪疲勞損傷評估模型。綜合考慮再制造葉輪服役壽命預(yù)估時疲勞損傷存在的模糊特性，建立基于模糊理論的疲勞損傷修正模型為服役壽命

4、預(yù)估提供科學(xué)依據(jù)。
　　其次，根據(jù)再制造葉輪安全服役特性，在再制造葉輪安全性評測的基礎(chǔ)上，結(jié)合疲勞損傷模糊性與服役載荷特性等，建立以再制造葉輪安全評估，考慮疲勞損傷模糊性修正模型，安全服役載荷耦合模型和材料疲勞極限修正模型等為核心內(nèi)容的安全服役壽命預(yù)估模型，為實現(xiàn)安全服役壽命預(yù)估提供一種理論方法。
　　然后，采用三維造型理論和有限元建模技術(shù)解決葉輪毛坯“盲件”屬性問題，建立能夠反映失效特征的再制造葉輪幾何模型和全六面體有限元

5、網(wǎng)格模型；利用實驗與數(shù)值模擬方法，重點(diǎn)分析再制造葉輪激光熔覆殘余應(yīng)力載荷；建立離心應(yīng)力載荷與氣動應(yīng)力載荷服役載荷模型，并對葉輪尾流激振下的模態(tài)規(guī)律進(jìn)行分析。上述載荷模型為安全服役載荷譜提供科學(xué)支撐。
　　再次，通過構(gòu)建非對稱應(yīng)力狀態(tài)下的葉輪材料疲勞壽命模型，建立FV520B材料疲勞極限修正模型；分析再制造葉輪服役工況特性，基于載荷雨流計數(shù)理論對其特征載荷進(jìn)行解析；開展疲勞損傷模糊性分析并通過Fe-safe軟件實現(xiàn)再制造葉輪的安全服