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非典型气动荷载下压缩机叶轮疲劳强度分析.pdf
第 51 卷第 9 期 机 械 工 程 学 报 Vol.51 No.9
2015 年 5 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING May 2015
DOI :10.3901/JME.2015.09.082
*
非典型气动荷载下压缩机叶轮疲劳强度分析
1, 2 3 4 4 1, 2 3 1, 2
栗玉领 徐胜利 杨树桦 孟继纲 李祎曼 黄金芷 关振群
(1. 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 大连 116023;
2. 大连理工大学工程力学系 大连 116023;
3. 大连理工大学能源与动力学院 大连 116023;
4. 沈阳鼓风机集团有限公司 沈阳 110869)
摘要:针对气动激励下压缩机叶轮疲劳破坏问题,研究气动激振力的频域特性以及叶轮共振特性,提出相应的叶轮疲劳强度
校核及失效分析方法。对某离心压缩机叶轮非定常气动荷载计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)计算结果进行傅
里叶变换,获得其频率、幅值与相位特征,重点分析气动激振荷载在相邻叶片间的相位关系。对于在相邻叶片间相位差循环
对称分布的典型荷载分量,通过干涉图确定叶轮的共振模态,对于相位差非循环对称分布的非典型荷载分量,通过激振频率
下叶轮动应力在各节径的分布情况确定叶轮的共振模态。基于叶轮静应力和共振动应力计算结果进行疲劳分析。结果表明,
计算预测的疲劳破坏位置与实际发生疲劳裂纹位置相吻合,相位差非循环对称分布的非典型气动荷载激起叶轮零节径的共振
是引起叶轮疲劳失效的主要原因。
关键词:叶轮;流体激振;相位;共振;疲劳
中图分类号:TH45
Fatigue Strength Analysis of Compressor Impeller under Non-typical
Aerodynamic Load
1, 2 3 4 4 1, 2
LI Yuling XU Shengli YANG Shuhua MENG Jigang LI Yiman
HUANG Jinzhi3 GUAN Zhenqun1, 2
(1. State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment,
Dalian University of Technology, Dalian
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