离心压缩机叶轮叶片疲劳断裂故障的数值分析

被引：21

作者：

毛义军 ^{[1
]}

祁大同 ^{[1
]}

许庆余 ^{[2
]}

机构：

[1] 西安交通大学能源与动力工程学院

[2] 西安交通大学航天航空学院

来源：

西安交通大学学报 | 2008年 / 11期

关键词：

离心压缩机; 故障; 交变应力; 高周疲劳; 数值分析;

D O I：

暂无

中图分类号：

TH452 [离心式];

学科分类号：

080704 ;

摘要：

采用有限元方法计算了离心压缩机叶轮叶片的前14阶模态和离心力作用下的静应力,并采用单向流固耦合方法计算了叶轮叶片在非定常气动力载荷下的等效交变应力.为了节省计算成本,离心叶轮采用满足循环对称条件的单扇区模型.计算结果表明:非定常气动力载荷的主频率落入叶轮叶片第6阶固有频率的共振区,导致在叶轮叶片的前缘附近区域形成局部共振,使该区域的等效应力最大;离心叶轮叶片在离心力和非定常气动力共同作用下形成的交变应力小于工作条件下的屈服应力,不会形成叶片的塑性破坏,但交变载荷的长期作用导致了叶片前缘区域的高周疲劳破坏.预测的叶片应力集中位置和实际断裂位置一致,表明了该方法在工程实践中的有效性.

引用

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