轴裂纹的仿真和振动分析研究

摘要:轴裂纹是转子系统中最常见的缺陷,检测轴裂纹是一件非常严肃的事情。本文使用SpectraQuest公司的转子机械故障仿真器仿真(MFS)仿真和分析轴裂纹。在临界速度、1X和2X频率响应下,进行一系列的实验,观察裂纹轴的特性的变化。发现实验结果与轴裂纹理论预测是一致的。

1 引言
轴裂纹缓慢地引发转子破裂。如果运行中的机械上未检测出轴裂纹,随着裂纹的不断增大,逐渐减小的转子横截面将不能承受作用在上面的动态载荷。当这些发生时,转子就会快速脆性破裂。转子突然的断裂释放了存储在转子系统中的大量能量,就会飞离出去。如果工作人员不幸地站在机器的附近,这种断裂可能造成人员的严重受伤甚至死亡。很明显,轴裂纹检测是一件很严肃的事情。如果怀疑机器有裂纹,必须非常小心地操作它。
裂纹是从受很高局部应力的区域开始的。因为弯曲、扭转、静态径向载荷、约束热弓、热冲击和来自热处理、焊接、机器操作的残余应力的存在,轴承受着大规模的应力。所有这些应力联合产生一个周期性变化的局部应力场。在很小的一个局部区域,应力如果超过材料能承受的最大应力,裂纹就会产生。
 

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