某航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)和葉片的強(qiáng)度分析與壽命計(jì)算.pdf

1、渦輪盤(pán)與渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)十分重要的渦輪轉(zhuǎn)子部件，承受著復(fù)雜的循環(huán)熱載荷及機(jī)械載荷，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性，迫切需要對(duì)渦輪盤(pán)和葉片的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)其壽命加以預(yù)測(cè)和控制。本文基于某民航發(fā)動(dòng)機(jī)延壽項(xiàng)目的需要，對(duì)其渦輪盤(pán)和葉片的強(qiáng)度與壽命預(yù)估進(jìn)行了研究。 首先，總結(jié)了典型飛行任務(wù)剖面的壓縮處理方法，針對(duì)CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)的19個(gè)起落循環(huán)實(shí)測(cè)載荷數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)了轉(zhuǎn)速的雨流計(jì)數(shù)循環(huán)以及排氣溫度等載荷狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間

2、，在分析了次循環(huán)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成損傷情況的基礎(chǔ)上，去除了對(duì)循環(huán)疲勞損傷影響不大的無(wú)效幅值，得到了此民航發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)載荷譜。此載荷譜是渦輪轉(zhuǎn)子部件強(qiáng)度和壽命計(jì)算的基礎(chǔ)，并可為以后編制該發(fā)動(dòng)機(jī)的加速任務(wù)試車(chē)譜提供依據(jù)。 然后，在ANSYS軟件環(huán)境中建立了此發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)、渦輪葉片的三維有限元分析模型?；跓釓椝苄杂邢拊徒佑|非線(xiàn)性有限元分析理論，對(duì)各個(gè)飛行狀態(tài)下的渦輪盤(pán)、葉片及榫頭—榫槽連接件進(jìn)行了循環(huán)應(yīng)力(應(yīng)變)計(jì)算。找出關(guān)鍵

3、件的疲勞斷裂危險(xiǎn)點(diǎn)，確定了危險(xiǎn)部位的應(yīng)力剖面，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)EGD-3規(guī)定的靜強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)渦輪盤(pán)與葉片的靜強(qiáng)度進(jìn)行了校核。 最后，通過(guò)前述應(yīng)力(應(yīng)變)的分析計(jì)算結(jié)果和材料的疲勞特性，分別選用S-N曲線(xiàn)法和Manson-Coffin的Morrow修正式法，對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)進(jìn)行了疲勞損傷與壽命的計(jì)算。用兩種方法得出的計(jì)算結(jié)果基本相同，表明了計(jì)算方法選擇的正確性和計(jì)算結(jié)果的可靠性。針對(duì)渦輪葉片處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的情況，分別采用四種不同