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文章编号：1006-2971(2011)05-0004-04
压缩机技术 Compressocn
2011年第5期（总229期）
基于模糊理论L-R模糊数对压缩机主轴的
疲劳可靠性分析
林国庆，王茂廷
（辽宁石油化工大学机被工程学院，辽宁抚顺113001）
摘要：针对压缩机主轴在使用中频繁发生断裂这一间题，用模糊理论L-R模糊数法有针对性地给出其安全使用概率与寿命之间的关系。通过算例表明，应用L-R模期数数值计算方法计算主轴的失效可能度，即得出可靠度R=0.979580，与常规设计中可靠度的计算相对比，L-R模糊数由于在某种程度上
反映设计中的复杂性，故计算结果更能反映实际结构和件强度的真实情况，与工程实际更响合。关键词：L-R模糊数；压缩机主轴；疲劳可靠性分析；可靠度
中图分类号：HT457
文献标志码：A
FatigueReliability Analysis of the Compressor Shaft Based on L-R
FuzzyNumbersMethodofFuzzyTheory
LIN Guo-qing,WANG Mao-ting
(1. School of Mechanical Engineering,Ligoning Shihug Unieersity,Fushan 113001, Ching)
Abstract : Aiming at the high frequency of the fracture of compressor shaft,the relationship between the proba-bility of sureness and the use life of compressor shaft was given by L R fuzzy number method of fuzzy theory. Based on examples, the numerical calculation method of L R fuzzy number is applied to calculate the failure possibility of shaft, and the reliability of compressor shaft is obtained, that is R = 0. 979580. L R fuzzy number can reflect the complexity of the design in some degree,therefore,the calculation results can much better reflect’ the actual structure and components'strength and more consistent with engineering practice, compared to the cal-culation of reliability in conventional design.
Key words: L R fuzzy number;compressor shaft; fatigue reliability analysis ;reliability
引言 0
模糊性在工程中是大量存在的.但工程中的某些因素和信息可能是随机的或确定的，而由于条件所限，人们对它认识不清，无法用随机量或确定量来表示，这时可以将其用模糊量来表示。工程上广泛使用的轴类构件通常受循环载荷作用，在一定条件下，其表面会因产生疲劳失效而生成裂纹(1)]，裂纹疲劳扩展导致轴的失稳破坏。所以，研究轴类构件的可靠性具有很重要的现实意义。
现代疲劳设计采用断裂力学方法来计算疲劳长裂纹的扩展寿命，而应力强度因子是断裂力学中的重要参量，它对轴寿命估算有很大影响。在计算轴寿命的过程中，针对断裂韧度K，和裂纹扩展速率参数C、m的不确定性，如果用确定性方法计算，则结
收稿日期：201103-18
果在参数分布小时偏于保守，在参数分布大时不安全。因此压缩机主轴材料应选用高强度钢，资料表明其断裂韧性的分散性也比较大。考虑到这些不确定因素，文中运用模糊理论的L-R模糊数方法进行计算，以客观反映压缩机主轴疲劳可靠性的实际情况。
1
模型确定
某压缩机主轴两端由轴承支撑，轴的跨度为1=
1000mm，集中载荷作用于轴的中间。经分析轴的中间为危险截面，其轴径为d=70mm，压缩机主轴具体尺寸见图1：其横截面为圆，儿何模型示意图如图2所示。轴的材料为45钢，调质处理，图1中轴中间部位为断裂的多发部位，也是交变应力的最大处。查得材料的屈服强度，=355MPa，弹性模量为E=2.06×10°MPa。由于模糊性，无法确切知道集中载荷的数值，但根据经验可将其用模糊变量(2)