学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
MW级风机轮毂球铁QT350-22LT高周疲劳性能研究
作 者: 刘佳
导 师: 曲迎东
学 校: 沈阳工业大学
专 业: 材料加工工程
关键词: 风电轮毂 球墨铸铁 S-N曲线 疲劳断口 数值模拟
分类号: TG255
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 54次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
兆瓦(MW)级风机轮毂通过螺栓连接叶片以及主轴,其工作环境及受力情况复杂,轮毂的工作应力多在屈服强度以下,要求安全工作15-20年。因此针对MW级风机轮毂的使用寿命及安全工作方面考虑,应获知风机轮毂球铁高周疲劳寿命。通过对轮毂的受力分析,分析得到轮毂在工作过程中主要受到拉应力和扭转力等。为了解风机轮毂球铁350QT-22LT是否能够满足风机的疲劳性能,本文对QT350-22LT进行高周疲劳实验,分析了断裂特征,根据已得到的疲劳极限作为参考进行数值模拟,以验证QT350-22LT是否满足疲劳寿命的要求。本文主要研究了MW级风机轮毂球铁拉-拉高周疲劳试验,绘制S-N曲线,通过S-N曲线可以推断出在不同的应力下的疲劳寿命,其高周疲劳寿命为250MPa。分析了高周疲劳断口的形貌,高周疲劳断口存在明显的疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区。对比了MW风机轮毂球体高周疲劳、拉伸、室温冲击、低温冲击以及低周疲劳的断口,分析他们的相同点和不同点。通过图片对比发现,高周疲劳断口为典型的脆性断裂。另外,以得到的疲劳极限值作为参考,根据材料的强度为标准,在法兰盘上施加压应力及扭转力进行数值模拟。得到风机轮毂应力最大部位为法兰盘处,单点最大应力为156MPa这与实际工作情况相符合。通过Goodman-Smith疲劳曲线图计算出风机轮毂的安全系数为1.73。应力集中部位没有超过材料的疲劳极限。证明风机轮毂球铁QT350-22LT能够满足设计的应力要求。
|
全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第一章 绪论 10-17 1.1 课题研究背景及意义 10 1.2 国内外风力发电机组的发展现状 10-13 1.3 风力发电机轮毂研究现状 13-15 1.3.1 风机轮毂工作环境 13-14 1.3.2 风电轮毂材料选择 14 1.3.3 工作及载荷特征 14-15 1.4 球墨铸铁件疲劳寿命的研究与进展 15-16 1.5 本文所研究的内容 16-17 第二章 实验材料、设备及方法 17-20 2.1 实验材料 17 2.2 实验设备 17-18 2.3 实验方法 18-20 2.3.1 拉伸试样的制备 18 2.3.2 拉-拉高周疲劳实验 18-19 2.3.3 拉伸和疲劳断口形貌观察 19-20 第三章 MW级风机轮毂球铁拉-拉高周疲劳实验 20-26 3.1 材料疲劳现象 20-21 3.1.1 疲劳概念及其分类 20 3.1.2 疲劳失效及其特点 20-21 3.1.3 疲劳破坏过程 21 3.1.4 影响疲劳强度的因素 21 3.2 拉-拉高周疲劳实验数据及S-N 曲线 21-24 3.2.1 轮毂受力分析 21-22 3.2.2 高周疲劳实验数据 22-23 3.2.3 数据分析 23-24 3.3 高周疲劳 S-N 曲线与低周疲劳 E-N 曲线的对比 24-25 3.4 小结 25-26 第四章 高周疲劳断口分析 26-41 4.1 高周疲劳下的断口分析 26-32 4.2 高周疲劳断口与拉伸断口对比 32-34 4.3 高周疲劳断口与冲击断口的对比 34-36 4.4 高周疲劳断口与低周疲劳断口对比 36-38 4.5 影响MW 级风机轮毂球铁高周疲劳的因素 38-40 4.5.1 基体组织对疲劳性能的影响 38 4.5.2 温度对高周疲劳性能的影响 38-39 4.5.3 球化率对高周疲劳性能的影响 39 4.5.4 试样表面粗糙度 39-40 4.6 小结 40-41 第五章 MW级风机轮毂有限元分析 41-54 5.1 ANSYS 软件介绍 41 5.2 单叶片剪切应力和压应力共同作用 41-47 5.3 三叶片剪切应力和压应力共同作用 47-51 5.4 Goodman-Smith 疲劳曲线图 51-53 5.5 小结 53-54 第六章 结论 54-55 参考文献 55-57 在学研究成果 57-58 致谢 58
|
相似论文
- LNG系统中工作压力设定依据与换热器正交试验设计,TQ051.5
- 高强度钢板冲压件回弹的研究,TG386
- 筒形件可控径向加压充液拉深数值模拟与实验研究,TG386
- 硬质合金与钢连接工艺及机理研究,TG454
- 具有非对称端壁的涡轮叶栅气膜冷却数值研究,V231.3
- 复杂形体的高速气动对流及耦合换热研究,V215.4
- 轨道交通引起周围环境竖向振动的振源特性分析,U211.3
- 竖向荷载作用下半刚性连接钢框架的简化分析,TU391
- 循环流化床内颗粒聚团的传热特性研究,TK124
- 生物质直接再燃的数值模拟,TK16
- 670t/h四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程的数值模拟,TK224.11
- 1000MW超超临界褐煤锅炉炉内燃烧过程的数值模拟,TK224.11
- 喷动床内气固两相流动特性的研究,TK173
- 周向浓淡旋流燃烧器空气动力场的试验研究及数值模拟,TK223.23
- 中心回燃式燃烧室燃烧特性研究,TK223.21
- 迷宫式汽封和薄叶式汽封的数值模拟与对比分析,TK263.2
- 基于粒子群算法求曲线/曲面间最小距离方法,O182
- 三峡库区水环境中营养盐磷分布规律的数值研究,X832
- 阀外置式小排量抽油泵的设计及性能仿真分析,TE933.3
- 渗流对尾矿坝稳定性影响的分析,TV649
- 基于统计方法的核磁共振人脑图像的分割及三维数据的分析,R445.2
中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 铸铁件铸造 > 球墨铸铁铸件
© 2012 www.xueweilunwen.com
|