基于磁记忆的压缩机曲轴力学状态分析.pdf

《基于磁记忆的压缩机曲轴力学状态分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第1l期(2012．11)(试验研究)基于磁记忆的压缩机曲轴力学状态分析覃光芬’张晓勇高果柱。张明宇。龙飞飞。l大庆油田井下作业分公司压裂大队2中国石油抚顺石化公司石油三厂3东北石油大学机械科学与工程学院摘要：压缩机曲轴断裂是压缩机断裂事故的一个重要原因。磁记忆曲线的变化情况可以有效地反映材料在拉伸过程中的力学状态及材料随疲劳循环的变化情况。通过磁记忆信号的回升现象可以对材料的屈服点有准确的判断；通过磁记忆信号的两次突变可以对材料的疲劳状态有准确的判断。采用俄罗斯制Tsc一1M一4型应力集中磁指示仪检测整个实验过程

2、中的磁记忆信号的变化，分析不同力学状态下磁记忆信号规律，提取磁记忆信号特征。分析结果表明，通过磁记忆检测技术能有效判别45号钢的力学状态，达到检测目的。关键词：压缩机曲轴；磁记忆信号；力学状态；拉伸；疲劳doi：10．3969／j．issn．1006—6896．2012．11．016活塞压缩机是石油和化工企业的重要设备。随点，未出现应力集中现象，说明材料初始时并无缺啪着科学技术和制造水平的不断进步，压缩机的可靠陷；当加载至8kN时，磁记忆信号曲线发生突性也在不断提高，但压缩机的各种断裂事故仍然时变，曲线形状发生前后倒置现象

3、，这是由于加载以有发生。。，压缩机曲轴断裂是压缩机断裂事故的一后，使得材料内部位错和应力增大，导致磁记忆信个重要原因。曲轴是活塞往复式压缩机最重要、载号发生突变，表明磁记忆方法能应用于对拉伸试件荷最大、价格最高的零件之一，曲轴承受着气缸内应力变化的检测；继续加载，磁记忆曲线趋势基本的气体压力及往复和旋转质量惯性力引起的周期性不变，只是由于材料内部位错和应力继续增大，磁变化的载荷，并受到输入扭矩的作用而产生扭转振记忆曲线不断下降，漏磁场法向分量HP(y)值增动。因此在曲轴内产生交变的弯曲应力和扭转应大；当加载到屈服点附近时，

4、磁记忆信号曲线产生力，可能引起曲轴疲劳失效，而一旦曲轴失效，就回升现象，这是由于到达屈服时，材料发生塑性变可能引起其他零件随之破坏。所以对于压缩机曲形，使应力释放，导致磁记忆曲线回升，(y)值轴，如何比较准确地得到应力、变形的大小及分有所减小；从屈服后到断裂，磁记忆信号曲线形状布，对曲轴进行早期诊断评价，具有重要意义。本基本一致，磁记忆曲线呈现下降趋势，试件最终在文应用磁记忆检测技术，对压缩机曲轴常用材料距检测起始点32mm处断裂，与磁记忆曲线最低值45号钢拉伸和疲劳过程的力学状态进行分析。有很好的对应关系。，『口一11拉

5、伸过程磁记忆信号分析b一21．1拉伸试验鹈试验中45号钢屈服强度为375MPa，试验按屈服强度的20％递增加载，直至拉断，加载速度为20N／s，保载检测。采用磁检测装置的2型传感器沿试件中间的标定线测量，检测方向从上至下。1．2拉伸过程磁记忆表征规律测鬣距,t~／lll拉伸过程磁记忆信号如图1所示，图中图1不同拉伸载荷下磁记忆信号gp一1～gp一7号曲线分别为加载0、8、24、图2为断裂处拉伸载荷与磁记忆信号的对应关40、44、56、72kN时各点的磁记忆信号。从图系图。从图2可以更明显地看出，在屈服极限附近中可以看出，未

6、加载时，磁记忆信号曲线无过零的磁记忆信号回升。基金论文：全国高校博士点青年教师基金项目(20092322120001)。油．_【田地面工程(http：／／www．yqtdmgc．corn)一35一第31卷第11期(2012．11)(试验研究)-270度，发生滑移带的运动，内部产生应变的现象，磁—280记忆信号发生突变；250千次到700千次的趋势一—290样，由于除过零点外其他区域应变程度均匀，所以—300只有过零点附近磁记忆信号有较大差别，其他位置—310磁记忆信号大体相同。一般在试件疲劳寿命过半苣一320时，绝大部分滑

7、移带都会停止运动，只有少数持久-330滑移带能够继续扩展，并最终发展成为疲劳裂纹源，340表明此时材料结构趋于稳定。循环周次继续增加，01020304050607080拉伸载荷／kN幅值变化不大，最终断裂时，磁记忆信号过零值点图2断裂点拉伸载荷与磁记忆信号对应关系出现在8号检测点，与试验结果所出现的断裂位置一致。图4为断裂处循环周次与磁记忆信号的对应2疲劳过程磁记忆信号分析关系，也可以观测到疲劳过程两次突变的现象。2．1疲劳试验针对45号钢进行高频轴向拉伸疲劳试验，采用俄罗斯制TSC一1M一4型应力集中磁指示仪检测整个试验

8、过程中的磁记忆信号的变化，分析不同力学状态下磁记忆信号规律，提取磁记忆信号特征。分析结果表明，通过磁记忆检测技术能有效判别45号钢的力学状态，达到检测目的。测量距离／n设置静载40kN，动载20kN，频率118．5Hz，图3不同循环周次下磁记忆信号5万次前每循环1万次测量1次磁记忆信号，5万次后每循环5