航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的包容試驗(yàn)和數(shù)值仿真.pdf

1、本文主要研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的包容性問(wèn)題。為消除航空發(fā)動(dòng)機(jī)非包容失效，首先需要通過(guò)葉片包容試驗(yàn)了解發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣和葉片的撞擊、變形和破裂過(guò)程。在高速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行模型與真實(shí)的葉片包容試驗(yàn)，使用高速相機(jī)和高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)建特別的觸發(fā)系統(tǒng)，記錄葉片撞擊機(jī)匣時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、葉片的運(yùn)動(dòng)軌跡。試驗(yàn)結(jié)果表明，葉片長(zhǎng)度和動(dòng)能對(duì)其撞擊變形及機(jī)匣的破壞結(jié)果有極大的影響。高能量長(zhǎng)葉片撞擊將形起大變形，葉片彎曲成U形，機(jī)匣在第二次撞擊處被撕裂擊穿。相反地，葉片較

2、短時(shí)，即使具有較高的撞擊能量，對(duì)機(jī)匣的破壞作用也是極小的。葉片包容試驗(yàn)可以為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和葉片包容仿真軟件的開(kāi)發(fā)提供大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)。 根據(jù)試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，利用MSC.Dytran軟件建立模型，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真。計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果有較好的吻合，真實(shí)再現(xiàn)了葉片撞擊機(jī)匣的過(guò)程，成功地預(yù)測(cè)了機(jī)匣的包容能力。根據(jù)結(jié)構(gòu)塑性動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行響應(yīng)分析和葉片變形過(guò)程分析，并對(duì)影響葉片卷曲形狀的飛斷轉(zhuǎn)速、抗彎剛度等參數(shù)進(jìn)行了考察。根據(jù)撞擊過(guò)程