低壓渦輪軸盤螺栓組預(yù)緊力分布機理及其模態(tài)特性.pdf

1、碩士學(xué)位論文低壓渦輪軸盤螺栓組預(yù)緊力分布機理低壓渦輪軸盤螺栓組預(yù)緊力分布機理及其模態(tài)特性及其模態(tài)特性TheDistributionMechanismonPreloadofBoltGroupModalacteristicsofLowPressureTurbineShaftDisc作者姓名：孫新學(xué)科、專業(yè)：機械設(shè)計及理論學(xué)號：21404151指導(dǎo)教師：馬躍副教授完成日期：2017年5月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTech

2、nologyI摘要航空發(fā)動機低壓渦輪軸盤螺栓組連接性能直接關(guān)系到整個軸盤的裝配性能及整機工作運轉(zhuǎn)，而連接螺栓組的性能又與多方面因素有關(guān)，包括被連接件的尺寸結(jié)構(gòu)，被連接件和螺栓材質(zhì)，螺栓組擰緊工藝等，其中，保證螺栓組預(yù)緊力的控制精度及分布均勻性是整個螺栓裝配環(huán)節(jié)的重點。航空發(fā)動機軸盤由于連接螺栓眾多，螺栓額定預(yù)緊力較大，螺栓之間的彈性相互作用對螺栓殘余預(yù)緊力的影響不能忽略，其中的作用機理及影響規(guī)律復(fù)雜多變，難以準確把握，最終造成螺栓組預(yù)緊

3、力分布不均，其分散性關(guān)系到整體裝配質(zhì)量，影響軸盤的運轉(zhuǎn)。并且由于該連接特點，螺栓連接性能在動力學(xué)分析中不可忽略，并需要一種有效可行的方法等效處理螺栓組連接動態(tài)特性，以提高螺栓連接件整體動力學(xué)結(jié)果的計算效率和精確性。本文研究內(nèi)容主要分為四部分，第一和第二部分為螺栓組安裝預(yù)緊過程中的彈性相互作用關(guān)系及其影響因素的作用規(guī)律；第三和第四部分為螺栓組中各螺栓連接結(jié)合面的等效處理對軸盤動力學(xué)特性的影響，以及螺栓組不同預(yù)緊狀態(tài)對軸盤模態(tài)特性的影響。本

4、文第二章在研究螺栓組各螺栓之間的彈性相互作用機理時，在根據(jù)彈性變形協(xié)調(diào)性條件提出了彈性相互作用關(guān)系求解方法的基礎(chǔ)上，建立螺栓組多軸擰緊工藝下的彈性相互作用模型；為提高多螺栓連接構(gòu)件動力學(xué)計算精度，考慮到螺栓連接結(jié)合面的影響，建立結(jié)合面動力學(xué)模型；分析螺栓結(jié)合面接觸應(yīng)力分布規(guī)律，并介紹模態(tài)分析基本理論。本文第三章在有限元中建立了多螺栓軸盤連接結(jié)構(gòu)模型，通過數(shù)值模擬定性分析了連接件材料屬性，軸盤尺寸，螺栓孔分布，擰緊工藝，軸盤約束等因素對連

5、接螺栓組之間彈性相互作用的影響規(guī)律。然后第四章針對本項目中航空發(fā)動機低壓渦輪軸盤搭建裝配實驗臺，通過相關(guān)實驗驗證其連接螺栓組之間的彈性相互作用機理，初步分析彈性相互作用對螺栓組殘余預(yù)緊力的影響規(guī)律。本文第五章根據(jù)相關(guān)理論建立螺栓連接結(jié)合面動力學(xué)模型，然后將感壓紙測得的面壓進一步換算成螺栓結(jié)合面等效剛度值，并代入模型中的彈簧阻尼單元，最后將有限元中該模型的仿真結(jié)果與模態(tài)實驗測得的數(shù)據(jù)進行對比，驗證彈簧阻尼單元法等效處理螺栓組連接結(jié)合面處剛