基于超高周疲勞的離心壓縮機葉輪可再制造性評價研究.pdf

1、近些年，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源匱乏的現(xiàn)象日趨嚴重，實施再制造是解決這個難題的最優(yōu)途徑之一。再制造可以達到節(jié)省資金、節(jié)能、節(jié)材和保護環(huán)境的效果。離心壓縮機葉輪在工業(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象。但是壓縮機葉輪由于復(fù)雜的工作環(huán)境和超長的工作時間，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，為離心壓縮機葉輪的疲勞壽命設(shè)計與疲勞失效預(yù)防提供指導(dǎo)，從而為葉輪的可再制造性評價奠定了基礎(chǔ)

2、。
　　本文利用Fluent模擬分析了離心壓縮機葉輪在的正常工況、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)部裂紋尖端場強分布，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部裂紋尖端場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，研究FV520B-I材料的超高周疲勞性能，并且通過與常規(guī)頻率的實驗結(jié)果相對比，利用Basquin方程對超聲疲勞試驗數(shù)據(jù)進行修正，修正

3、后的疲勞強度σa=410MPa，更符合實際。由于壓縮機葉輪疲勞強度測試困難，因此結(jié)合多種因素的影響規(guī)律，提出基于改進灰色關(guān)聯(lián)度的葉輪疲勞強度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型，利用已有數(shù)據(jù)預(yù)測未知葉輪的疲勞強度。
　　基于微觀位錯理論、能量理論和Paris公式，綜合裂紋萌生壽命和擴展壽命，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葉輪的剩余壽命、裂紋擴展、初始裂紋尺寸和分布進行分析，對葉輪的