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1、·机械研究与应用·2016年第2期(第29卷,总第142期)研究与分析doi:10.16576/j.cnki.1007-4414.2016.02.009∗腐蚀坑对叶轮疲劳裂纹扩展影响的概率失效分析11121张昭,田宇,葛芃,张元良,张洪武(1.大连理工大学运载工程与力学学部工业装备结构分析国家重点实验室工程力学系,辽宁大连116024;2.大连理工大学机械工程与材料能源学部机械工程学院,辽宁大连116024)摘要:以概率论和断裂力学为基础,考虑参数的不确定性和随机性,应用蒙特卡洛方法对叶轮的腐蚀疲劳寿命进行分析。结果表明,腐蚀坑的存在大大降低了叶轮的疲劳裂纹扩展寿命。采用蒙特卡洛方法进行
2、的一定可靠度和置信度下的寿命预测反映了参数的不确定性,预测的安全寿命精度更高。腐蚀疲劳寿命随着应力幅的增大而减小,随着腐蚀坑尺寸的增大而减小,随着深宽比的增大而减小,随着腐蚀坑距焊缝距离的增大而增大。关键词:叶轮;腐蚀坑;腐蚀疲劳;蒙特卡洛法中图分类号:V215.5文献标志码:A文章编号:1007-4414(2016)02-0023-04ProbabilityFailureAnalysisonEffectofCorrosionPitonCrackPropagationinImpeller11121ZHANGZhao,TIANYu,GEPeng,ZHANGYuan-liang,ZHANGH
3、ong-wu(1.StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment,DepartmentofEngineeringMechanics,FacultyofVehicleEngineeringandMechanics,DalianUniversityofTechnology,DalianLiaoning116024,China;2.SchoolofMechanicalEngineering,FacultyofMechanicalEngineering,MaterialsandEnergy,DalianUniversity
4、ofTechnology,DalianLiaoning116024,China)Abstract:ThecorrosionfatiguelifeoftheimpellerforremanufacturingcanbepredictedbyusingtheMonteCarlo(M-C)methodandtheProbabilisticFractureMechanics(PFM)withconsiderationoftheuncertaintyandtherandomnessofthepa-rameters.Resultsindicatethatthepresenceofthecorrosi
5、onpitgreatlyreducesthefatiguecrackpropagationlife.Thecorro-sionfatiguelifewiththeM-Cmethodundercertainreliabilityandconfidencelevelismorereliableforthedesignoftheimpel-lerwithcomparisontothetraditionalfracturemechanicsmethod.Thecorrosionfatiguelifecanbedecreasedwiththeincreaseofthestressamplitude
6、,theincreaseofthesizeofthecorrosionpitandtheincreaseofratioofpittingdepthandwidth.Thecorrosionfatiguelifecanbedecreasedwiththedecreaseofdistancefromtheweldingline.Keywords:impeller;corrosionpit;corrosionfatigue;MonteCarlomethod0引言法预测汽轮机叶片的疲劳寿命,结果表明,应力腐蚀[5]热水循环泵叶轮主要工作在湿蒸汽环境下,其在开裂和腐蚀疲劳对叶片的寿命影响很大。李卫
7、等高速的、恶劣的环境下工作,受到离心力和振动力,这对氧化铝厂渣浆泵叶轮进行了腐蚀磨损失效分析,结[6]可能导致叶轮的应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳,从而使叶果表明,叶轮失效原因腐蚀的作用很大。张峥等[1]轮的机械性能下降,发生严重的断裂事故。认为叶轮是一个高速旋转的转动部件,在起停或调速腐蚀失效,尤其是应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳,是过程中容易产生振动,从点蚀坑处扩展产生裂纹,可[7]叶轮失效的主要原因。对于叶轮的腐蚀失效,学者们以判断叶轮的破坏
