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Experimental and Numerical Investigation on High-Pressure Centrifugal Pumps:Ultimate Pressure Formulation,Fatigue Life Assessment and Topological Optimization of Discharge Section

引用

Computer modeling in Engineering & Sciences 2023年第12期137卷 2845-2865页

作者： Abdourahamane Salifou Adam Hatem mrad haykel m.rouani Yasser Fouad School of Engineering University of Québec in Abitibi-Témiscamingue(UQAT)Rouyn-NorandaQuébecJ9X 5E4Canada National Engineering School of monastir LGMUniversity of MonastirMonastir5019Tunisia Department of Applied mechanical Engineering College of Applied EngineeringMuzahimiyah BranchKing Saud UniversityRiyadh11421Saudi Arabia

A high percentage of failure in pump elements originates from *** study focuses on the discharge section behavior,made of ductile iron,under dynamic *** experimental protocol is established to collect the strain under pressurization and depressurization tests at specific *** experimental results are used to formulate the ultimate pressure expression function of the strain and the lateral surface of the discharge section and to validate finite element ***-Safe is then used to assess the fatigue life cycle using different types of fatigue criteria(Coffin-manson,morrow,Goodman,and Soderberg).When the pressure is under 3000 PSI,pumps have an unlimited service life of 107 cycles,regardless of the ***,for a pressure of 3555 PSI,only the morrow criterion denotes a significant decrease in fatigue life cycles,as it considers the average *** topological optimization is then applied to the most critical pump model(with the lowest fatigue life cycle)to increase its fatigue *** the solid isotropic material with a penalization approach,the Abaqus Topology Optimizationmodule is *** goal is to reduce the strain energy density while keeping the volume within *** to the findings,a 5%volume reduction causes the strain energy density to decrease from 1.06 to 0.66106 J/m^(3).According to morrow,the fatigue life cycle at 3,555 PSI is 782,425 longer than the initial 309,742 cycles.

关键词： Centrifugal pump ultimate pressure fatigue life topological optimization

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