【正文】 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。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，而并沒有考慮到實(shí)際運(yùn)行過程中的其他因素會(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程中，相關(guān)研究人員能夠?qū)﹄x心式壓氣機(jī)的運(yùn)行過程中的另外因素的影響進(jìn)行探究。 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)。 ANSYS 作為相關(guān)類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。時(shí)可靠性會(huì)變得較差。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。之間時(shí)，可靠度值是逐漸增加的，而在 10176。到 30176。到 10176。也就是說葉片掠角在 15176。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曲線逐漸發(fā)生平緩的變化，由上述結(jié)論可知，越平緩的曲線在運(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的葉片的運(yùn)行中的穩(wěn)定性越強(qiáng)，可靠性也就越高。時(shí)的可靠性線圖 26 圖 19： 葉片掠角為 30176。時(shí)的可靠性線圖 24 圖 15：葉片掠角為 10176。ylabel(39。 R=int(T,n,0,inf)。 H1=w*(Z1^(w1))。 w = [0 : 4000]。 MATLAB 程序代碼如下： syms n a1=86112。 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。將原先的數(shù)學(xué)模型分成三個(gè)部分，令 H1=w[FnT(nT)]w1 ， H2=f nT (nT)， H3=[1Fc1(k*nT/60)]N。原式中的 w 為 w 個(gè)壽命單元， k*為葉片共振的最小諧振階數(shù)，這里我們根據(jù)參考文獻(xiàn)原文中的分析后可得 k*=5，這里的 N為一個(gè)葉輪之上的總?cè)~片數(shù)量，這里我們?nèi)∫粋€(gè)葉片數(shù)為 12 的葉輪，故葉輪上的葉片數(shù) N 為 12。 根據(jù)上述結(jié)論可以得出離心式壓氣機(jī)中的可靠性研究現(xiàn)狀，可以看出，壓氣機(jī)葉片振動(dòng)失效的問題明顯突出而且嚴(yán)重影響發(fā) 動(dòng)機(jī)的安全可靠工作，對(duì)其可靠性的分析是很有意義的。在這之后又有相關(guān)的設(shè)計(jì)研發(fā)人員重新對(duì)內(nèi)燃機(jī)中的離心式壓氣機(jī)的可靠性的內(nèi)容進(jìn)行再此擴(kuò)展，在進(jìn)行了大量的相關(guān)實(shí)驗(yàn)之后，通過對(duì)足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析處理之后，可以使用可靠性概率分析方法和離心式壓氣機(jī)的葉片共振可靠性模型來研究離心式壓氣機(jī)中的葉片相關(guān)的可靠性問題。在相關(guān)的設(shè)計(jì)工作 20 開展機(jī)構(gòu)中和企業(yè)的工程應(yīng)用中， MATLAB 軟件能夠普遍廣泛地應(yīng)用于各個(gè)研發(fā)課題和企業(yè)的商業(yè)項(xiàng)目中去。 MATLAB 自帶的工具環(huán)境箱的功能增多了計(jì)算環(huán)境的運(yùn)算功能 ， 可以用來處理特定的領(lǐng)域內(nèi)的可用的應(yīng)用軟件 。 此軟件能夠使工程應(yīng)用 數(shù)值分析、 數(shù)組和數(shù)列的運(yùn)算 、 工程數(shù)據(jù)的直觀化運(yùn)算 等諸多 使用的性能集合于一個(gè)便于觀察和使用的便于觀察的直觀的程序窗口里 ， 給予科研數(shù)學(xué) 、工業(yè)數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)和需要進(jìn)行必要的數(shù)值運(yùn)算的相關(guān)行業(yè)中提出來了完美的解決方案 ， 而且能夠基本脫離其余的程序語言的那種繁瑣的語言模式 ， 這種軟件的開發(fā)與使用就標(biāo)志著相關(guān)研究方面的發(fā)展與進(jìn)步 。由于掠角的變化葉片的表面形狀會(huì)有不同形式的改變，葉片掠角越大葉片的扭曲程度就越大，也就變得更加地脆弱，所以固有頻率的降低也是在預(yù)料之中的。 30176。 10176。制造難度和制造精度的要求也就很大，從而對(duì)應(yīng)的葉片固有頻率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。的葉片模型 圖 9：葉片掠角為 20176。 30176。 10176。 在 Incl prestress effects 的選項(xiàng)框中選擇 YES，選擇左鍵點(diǎn)擊 ok 鍵 ， 接著會(huì)出現(xiàn) Block Lanczos Method 的菜單框 ， 然后對(duì)取值的范圍進(jìn)行選擇，輸入 Start Freq 值為 0， End Frequency 的值為99999999。 然后在 Displacement value 的對(duì)話框中鍵入 0。 在葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生各個(gè)載荷 ， 所以更要在分析之前對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行定義 ， 步驟如下 ： 選擇 Main Menu 菜單中國(guó) 單擊 Solution 再 單擊 Define Loads 再 單擊Apply 再 單擊 Structural 再 單擊 Displacement 再 單擊 On Nodes， 然后會(huì)彈出 Apply U,ROT on Nodes 的選項(xiàng)框 ， 這時(shí)單擊選項(xiàng)框中的 Nodes 鍵 ，選用 點(diǎn)狀的 選擇方式。 選定分析的類型和種類 Main Menu 中單擊 Solution 單擊 New Analysis 再選擇 “ Static” Menu 單擊 Solution 單擊 Sol’n Controls ， 這時(shí)會(huì)彈出 Solution Controls 選項(xiàng)框 。 接著 將所有節(jié)點(diǎn)移到當(dāng)前柱坐標(biāo)系中。 然后將原來的坐標(biāo)系和工作的坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)。 柱坐標(biāo)的變換過程： 選擇 Utility Menu 單擊 WorkPlane 再單擊 Offset WP by Increments， 然后會(huì)出現(xiàn) Offset WP 的選項(xiàng)框，滑動(dòng) Degrees 的調(diào)整器 ， 可以 將 Degrees 變 12 為 90 ，這樣就相當(dāng)于轉(zhuǎn)動(dòng) 90176。 這時(shí)只需用鼠標(biāo)單擊葉片的表面 ，單擊 ok 鍵即可完成分網(wǎng)格。 然后接下來就可以開始設(shè)置劃分網(wǎng)格類型了 。 單擊 Size Controls 之中的 Lines， 然后會(huì)彈出 Element Size on Picked Lines 的 選取線的 對(duì)話框。 單擊 Main Menu 中的 Preprocessor 單擊 Element Type 單擊 Add/Edit/Delete 單擊 Structural Solid 選擇 Solid 186 單擊 ok， 對(duì)材料的參數(shù)進(jìn)行輸入因?yàn)檫M(jìn)行分析的模型是葉片的模型所以要對(duì)葉片的材料參數(shù)進(jìn)行輸入 ， 而定義材料的過程中彈性模量和密度是區(qū)別不同材料的重要參數(shù) 。物體的模態(tài)分析在 ANSYS 中能夠很便捷的找到計(jì)算的步驟和方法。 ANSYS 軟件 給出了幾十種 多類的單元種類，能夠模擬實(shí)際工程中的能夠見到 的環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài) 。 ANSYS 軟件的內(nèi)容豐富，應(yīng)用廣泛，易于學(xué)習(xí)，現(xiàn)如今全球使用最多的分析有限元的軟件就是 ANSYS，在多年的模擬分析軟件評(píng)比中都拔得頭籌。 （ 3） 對(duì)不同掠角所對(duì)應(yīng)的可靠性共振線圖進(jìn)行比較分析，得出不同掠角葉片之間的區(qū)別，進(jìn)而對(duì)不同掠角葉片的可靠性的影響進(jìn)行總結(jié)，再對(duì)不同掠角的離心式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)提出相關(guān)建議。 本論文的研究?jī)?nèi)容目的及主要內(nèi)容 從各方面的研究背景能夠看出，很多學(xué)術(shù)方面的專家在離心式壓氣機(jī)掠角變化的氣動(dòng)計(jì)算方面有著很多的科研成果，然而在離心式壓氣機(jī)的掠角變化時(shí)的結(jié)構(gòu)可靠性研究方面并沒有做很多的研究，故本文針對(duì)離心式壓氣機(jī)的葉片掠角的變化對(duì)壓氣機(jī)的總體可靠性的影響進(jìn)行研究，可對(duì)帶有葉片掠角的離心式壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)提供幫助和建議。根據(jù)船用的 發(fā)動(dòng) 機(jī)渦輪增壓機(jī)中葉片的相關(guān)可靠性研究，分析了葉片的安全性之后 ，又接著分析了葉片的可靠性問題，而這樣的分析方 6 法則為概率故障分析樹。在現(xiàn)今，所有可行的結(jié)構(gòu)可靠性分析方法中使用概率學(xué)的可靠性分析方法是應(yīng)用最為普遍的。尤其是現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)都是推力，推比，涵道增高變大的趨勢(shì)，在這之中葉片的振動(dòng)就更加容易出現(xiàn) [12]。在發(fā)動(dòng)機(jī)中所產(chǎn)生的可靠性故障中，葉片產(chǎn)生的失效故障占有相當(dāng)高的比例。帶有掠角的葉片可靠性在離心式壓氣機(jī)中應(yīng)用的研究國(guó)內(nèi)外尚不多見，所以本文的研究分析具有一定的創(chuàng)新性。 中國(guó)國(guó)內(nèi)葉片研究專家組織的研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)葉片的掠角做出了十分深入的研究 ， 國(guó)內(nèi)的研究組織對(duì)掠形的相關(guān)研究都獲得了全球范圍內(nèi)的廣泛認(rèn)可 ， 由此可見，中國(guó)在葉片掠形方面的技術(shù)是處于世界前列的 [9]。 掠角葉片的掠形的變化也漸漸發(fā)生了變化由簡(jiǎn)單的掠變成三維的掠形 ， 這種一直發(fā)展的過程將這個(gè)技術(shù) 。甚至于在飛機(jī)的機(jī)翼上也能夠見到掠角的身影 ， 而這種將掠角的思想帶入別的領(lǐng)域的方法也對(duì)葉片氣動(dòng)領(lǐng)域的研究人員有著深遠(yuǎn)的影響 。 各 4 國(guó)的經(jīng)濟(jì)都在不斷的發(fā)展，研究的開展條件與環(huán)境也都得到了極大的改善 ， 帶有掠角的壓縮機(jī)葉片中的掠角的概念也被應(yīng)用于其他的領(lǐng)域中。1950 年左右時(shí) ， 外國(guó)的相關(guān)研究人員與中國(guó)眾多的科學(xué)家都曾經(jīng)設(shè)想過對(duì)葉片的形狀進(jìn)行改變?cè)煨褪蛊涫欠衲軌蚋淖儦鈩?dòng)性能 ， 而且能夠在相應(yīng)的渦輪增壓機(jī)械中得到充分應(yīng)用 。 這個(gè)理論是最先開始對(duì)流場(chǎng)內(nèi)部的計(jì)算進(jìn)行改變分析 ，這樣就將流場(chǎng)內(nèi)部的計(jì)算問題進(jìn)行了一定程度上的簡(jiǎn)化 ， 然后可以更加方便地進(jìn)行計(jì)算 。 在這個(gè)發(fā)展階段中，各種各樣的實(shí)用可靠的研究理論成果的出現(xiàn) 。同期 ， 葉輪機(jī)器的研究方程由萊昂哈德 the natural frequency of the blade。 2 RELIABILITY IMPACT of BLADE SWEEP ANGLE on CENTRIFUGAL COMPRESSOR Abstract： Since turbo technology has been created, it has been used as internal bustion engines and aerospace technology applications’ im