某航空發(fā)動機渦輪盤和葉片的強度分析與壽命計算.pdf

1、渦輪盤與渦輪葉片是航空發(fā)動機十分重要的渦輪轉(zhuǎn)子部件，承受著復(fù)雜的循環(huán)熱載荷及機械載荷，為了保證發(fā)動機和飛機在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性，迫切需要對渦輪盤和葉片的強度進行計算，并對其壽命加以預(yù)測和控制。本文基于某民航發(fā)動機延壽項目的需要，對其渦輪盤和葉片的強度與壽命預(yù)估進行了研究。 首先，總結(jié)了典型飛行任務(wù)剖面的壓縮處理方法，針對CFM56發(fā)動機的19個起落循環(huán)實測載荷數(shù)據(jù)，統(tǒng)計了轉(zhuǎn)速的雨流計數(shù)循環(huán)以及排氣溫度等載荷狀態(tài)的持續(xù)時間

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

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