【導(dǎo)讀】中應(yīng)用的重要的核心技術(shù)。渦輪增壓技術(shù)作為一種高效的輔助加速技術(shù)，已經(jīng)逐漸成為了全球中相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員研究的焦點(diǎn)。開(kāi)展研究的重中之重。離心式壓氣機(jī)的種種突出的優(yōu)點(diǎn)，成為了當(dāng)前情況。下最穩(wěn)定也是應(yīng)用最普遍的渦輪增壓系統(tǒng)。離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行的穩(wěn)定性也成為了研究壓縮機(jī)之重要研究點(diǎn)。程中的流場(chǎng)的氣動(dòng)性能產(chǎn)生一定的影響。析，而葉輪中自身的安全可靠性能并沒(méi)有展開(kāi)過(guò)多的研究。分別對(duì)掠角為0°到30°的葉片進(jìn)行模態(tài)分析，求得5階的固有頻。葉片的可靠性數(shù)學(xué)模型中，最終可以得出不同掠角葉片的可靠性的區(qū)別，

　　

【正文】 1,b1)； a1,a2,b1,b2 分別是轉(zhuǎn)速和固有頻率的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。 k*為最小諧振階數(shù)，按照經(jīng)驗(yàn)所示一般為 5， N 為一個(gè)葉輪上的葉片數(shù)，這里取12。 H1=w*(Z1^(w1))； H2=(1Z2).^12； H3=Z3； T=H1*H2*H3。 再對(duì) T中的 n從 0到無(wú)窮進(jìn)行積分， R=int(T,n,0,inf)。 最后得出一個(gè)關(guān)于 w 和 R的關(guān)系線(xiàn)圖。 MATLAB 程序代碼如下： syms n a1=86112。 b1=3246。 a2=8623。 b2=192。 w = [0 : 4000]。 Z1=normcdf(n,a1,b1)。 Z2=normcdf(n,a2,b2)。 Z3=normpdf(n,a1,b1)。 H1=w*(Z1^(w1))。 H2=(1Z2).^12。 H3=Z3。 T=H1*H2*H3。 R=int(T,n,0,inf)。 23 plot(w,R),xlabel(39。w39。)。ylabel(39。R39。) 運(yùn)行上述給出代碼可得到掠角發(fā)生變化時(shí)的分別 R和 w的關(guān)系圖如下所示 : 圖 13：葉片掠角為 0176。時(shí)的可靠性線(xiàn)圖 圖 14：葉片掠角為 5176。時(shí)的可靠性線(xiàn)圖 24 圖 15：葉片掠角為 10176。時(shí)的可靠性線(xiàn)圖 圖 16： 葉片掠角為 15176。時(shí)的可靠性線(xiàn)圖 25 圖 17： 葉片掠角為 20176。時(shí)的可靠性線(xiàn)圖 圖 18： 葉片掠角為 25176。時(shí)的可靠性線(xiàn)圖 26 圖 19： 葉片掠角為 30176。時(shí)的可靠性線(xiàn)圖 結(jié)果分析 由上圖中的結(jié)果能夠觀(guān)察出來(lái)葉片掠角的改變是會(huì)對(duì)葉片振動(dòng)的可靠性產(chǎn)生一定的影響，如上圖中所示的 R為葉片的可靠度的概率值，即離心式壓氣機(jī)中的葉片的安全運(yùn)行的概率，也就是帶有掠角的葉片在正常狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的不發(fā)生共振失效的概率，這個(gè)值越高也就說(shuō)明葉片越安全穩(wěn)定，而這個(gè)概率值會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而逐漸降低。 由前幾個(gè)圖中我們可以觀(guān)察到，當(dāng)葉片掠角從 0176。到 10176。發(fā)生變化時(shí)，可以看出離心式壓氣機(jī)中的葉片相關(guān)的 Rw曲線(xiàn)逐漸發(fā)生平緩的變化，由上述結(jié)論可知，越平緩的曲線(xiàn)在運(yùn)行同樣的時(shí)間之后的安全運(yùn)行的概率越高，這也就意味著在 0到 4000 個(gè)壽命單位中越平緩的曲線(xiàn)的葉片的運(yùn)行中的穩(wěn)定性越強(qiáng)，可靠性也就越高。 而當(dāng)葉片的掠角從 15176。變化到 30176。時(shí)， Rw曲線(xiàn)變得更陡了，也就是在同樣的運(yùn)行時(shí)間中 Rw 曲線(xiàn)的下降速度越大了，也就是在同樣的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，更陡的曲線(xiàn)發(fā)生故障的概率就會(huì)越大，在這個(gè)葉片掠角的變化過(guò)程中葉片的可靠性和運(yùn)行的穩(wěn)定性相比于平緩的曲線(xiàn)會(huì)更低。也就是說(shuō)葉片掠角在 15176。到 30176。的這個(gè)過(guò)程中可靠性是逐漸降低的過(guò)程。 27 總而言之，可靠性的變化隨著掠角在 0176。到 10176。之間的變化是逐漸增加的，也就是說(shuō)在 0176。到 10176。之間的運(yùn)行的穩(wěn)定性是逐 漸增加的，而在 10176。到 30176。之間又有了小幅度的降低。 結(jié)論就是離心式壓氣機(jī)中的葉片掠角在 0176。到 10176。之間時(shí)，可靠度值是逐漸增加的，而在 10176。到 30176。之間則是緩慢下降的。所以可以得出離心式壓氣機(jī)在只考慮離心力的作用時(shí)，葉片掠角在 10176。左右的結(jié)構(gòu)是最符合可靠性安全的原則的，而在掠角為 0176。到 10176?；?15176。到 30176。時(shí)可靠性會(huì)變得較差。 28 第四章 結(jié)論與展望 論文完成的主要工作 本文的內(nèi)容圍繞離心式壓氣機(jī)的帶有掠角的葉片可靠性進(jìn)行分析，概括如下： 1）研究離心式壓氣機(jī)的可靠性主要是研究避免壓氣機(jī)的失效的最優(yōu)方案，本課題著重對(duì)壓氣機(jī)中的葉片的掠角變化導(dǎo)致的整體可靠性的變化進(jìn)行研究。在離心式壓氣機(jī)中葉片的失效形式主要分為共振失效和振幅過(guò)載失效兩種形式，其中振動(dòng)失效占失效故障事故的絕大多數(shù)，所以葉片共振分析則成為了課題的重中之重。 2）計(jì)算葉片的固有頻率必然離不開(kāi)相關(guān)的模態(tài)分析軟件，這樣就會(huì)用到有限元分析軟件 ANSYS。 ANSYS 作為相關(guān)類(lèi)型的有限元分析軟件中最出眾的軟件，在葉片固有頻率的計(jì)算方面的相關(guān)功能一定是很出色的。所以筆者選擇并學(xué)習(xí)了有限元分析軟件 ANSYS，并且對(duì)帶有掠角的葉片的固有頻率進(jìn)行計(jì)算。 3）在第二部分完成以后，得到了帶有不同掠角葉片的五階固有頻率之后，就可以對(duì)固有頻率和可靠性之間的關(guān)系進(jìn)行分析。進(jìn)行可靠性分析首先查閱相關(guān)資料得到葉片的可靠性數(shù)學(xué)模型，再使用 MATLAB 數(shù)學(xué)計(jì)算軟件將得到的固有頻率帶入數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)分析之后可以得到掠角的變化對(duì)離心式壓氣機(jī)的可靠性的影響和變化。 29 論文的創(chuàng)新點(diǎn) 本課題在研究創(chuàng)新方面還是有著很多的創(chuàng)新之處的，在學(xué)術(shù)方面普遍對(duì)離心式壓氣機(jī)中的葉片掠角的研究大多數(shù)都是對(duì)葉片掠角 的變化導(dǎo)致的葉片和葉輪中的附近流場(chǎng)的變化的氣動(dòng)分析，使用的大多數(shù)都是流場(chǎng)分析技術(shù)。而在研究壓氣機(jī)的可靠性方面也很少會(huì)對(duì)葉片的掠角的變化而導(dǎo)致的整個(gè)壓氣機(jī)的可靠性的變化開(kāi)展較深入的研究。而本課題則考慮到了離心式壓氣機(jī)中的可靠性的變化和氣動(dòng)分析中的一個(gè)常用變量，將這兩個(gè)部分相結(jié)合，則本課題的創(chuàng)新性是前所未有的。 課題研究的前景展望 在研究分析課題的過(guò)程中由于時(shí)間和精力的有限并非所有相關(guān)的因素都能夠計(jì)算在分析結(jié)果中，所以會(huì)有一些無(wú)法顧及的變量對(duì)課題的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。所以筆者對(duì)本課題的繼續(xù)發(fā)展和研究有著一 些期望和展望： 1） 在考慮離心式壓氣機(jī)中的葉片的失效形式時(shí)，將振幅過(guò)載造成的相關(guān)因素也考慮在內(nèi)，而不僅僅局限于一種失效形式； 2） 在對(duì)離心式壓氣機(jī)的模擬分析時(shí)，只考慮了氣體激振力的共振影響，而并沒(méi)有考慮到實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的其他因素會(huì)對(duì)整個(gè)葉片的可靠性造成什么影響，希望在以后的研究過(guò)程中，相關(guān)研究人員能夠?qū)﹄x心式壓氣機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中的另外因素的影響進(jìn)行探究。 3） 在得出離心式壓氣機(jī)的葉片掠角的變化得到的影響之后，應(yīng)該對(duì)葉片的設(shè)計(jì)和離心式壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)以及優(yōu)化給予適當(dāng)?shù)慕ㄗh，以便后續(xù)的研究人員能夠在本課題的相關(guān)方面能夠得到足夠的支持，從而能夠在本課題的深入研究方面得到更大的幫助。 30 致謝 本人對(duì)導(dǎo)師汪陳芳老師的悉心指導(dǎo)和認(rèn)真培養(yǎng)表示熱切衷心的感謝。汪老師嚴(yán)謹(jǐn)不茍的治學(xué)態(tài)度、豐富廣泛的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)、創(chuàng)新開(kāi)創(chuàng)性的科研思維以及平易近人的教育風(fēng)格，讓我 能夠 終生受益。 感謝 身邊的同學(xué)們 在論文工作、科研學(xué)習(xí)和日常生活中給予 本人 的 悉心關(guān)照 和 熱情幫助， 對(duì)論文試驗(yàn)工作的大力支持和熱心幫助。 31 參考文獻(xiàn) [1] 劉揚(yáng) . 增壓器離心壓氣機(jī)氣動(dòng)噪聲數(shù)值分析 . 車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī) , 20xx年 2期 : P31— P35. 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