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大型隔膜泵曲軸三維裂紋起裂裕度有限元分析

大型隔膜泵曲軸三維裂紋起裂裕度有限元分析
大型隔膜泵(功率300kW - 2000kW)是固液兩相介質輸送的關鍵設備，主要用于大型石化、煤化工、冶金及建材等領域。該產品具有效率高、運行可靠和成本低等優點，有利于節約能源和環境保護，市場前景非常廣闊。
大型隔膜泵曲軸承受著輸送液體壓力及往復和旋轉質量慣性力引起的周期性變化的載荷，并受到輸入轉矩的作用而產生扭轉振動。所以，曲軸的強度以及壽命分析是大型隔膜泵壽命的關鍵技術之一。曲軸過渡圓角處有嚴重的應力集中，其材料內部的的夾渣、氣孔、加工中引起的刀痕等缺陷都是可以引起疲勞斷裂2mm- mm，給出的擬合公式也難以應用。文獻(5)對含裂紋柴油機曲軸進行應力強度因子計算，計算曲軸的應力及在不同裂紋深度下的應力強度因子，最后給出應力強度因子的擬合公式。Blackburn W S和Hellen T K161計算幾種結構上裂紋的二維與三維應力強度因子。Patterson C1'〕論述有限元法在計算應力強度因子時的應用。Kong X M,Schluter N,Dahf WIlU提出三軸應力的影響并將之應用于斷裂判據中。
Ukadgaonker V G,Awasare P J101考慮第I ,II應力張量不變量，提出新的斷裂準則。但是大型隔膜泵曲軸屬于低速、重載的曲軸，活塞推力在5x 10' N一1.2 x 106N范圍，需要計算該類曲軸含有不同尺寸三維裂紋時的應力強度因子。

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