航空發(fā)動機渦輪葉片的包容試驗和數(shù)值仿真.pdf

1、本文主要研究航空發(fā)動機機匣的包容性問題。為消除航空發(fā)動機非包容失效，首先需要通過葉片包容試驗了解發(fā)動機機匣和葉片的撞擊、變形和破裂過程。在高速旋轉(zhuǎn)試驗臺上進行模型與真實的葉片包容試驗，使用高速相機和高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)建特別的觸發(fā)系統(tǒng)，記錄葉片撞擊機匣時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、葉片的運動軌跡。試驗結(jié)果表明，葉片長度和動能對其撞擊變形及機匣的破壞結(jié)果有極大的影響。高能量長葉片撞擊將形起大變形，葉片彎曲成U形，機匣在第二次撞擊處被撕裂擊穿。相反地，葉片較

2、短時，即使具有較高的撞擊能量，對機匣的破壞作用也是極小的。葉片包容試驗可以為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和葉片包容仿真軟件的開發(fā)提供大量有價值的數(shù)據(jù)。 根據(jù)試驗研究數(shù)據(jù)，利用MSC.Dytran軟件建立模型，對試驗過程進行數(shù)值仿真。計算結(jié)果和試驗結(jié)果有較好的吻合，真實再現(xiàn)了葉片撞擊機匣的過程，成功地預(yù)測了機匣的包容能力。根據(jù)結(jié)構(gòu)塑性動力學(xué)原理進行響應(yīng)分析和葉片變形過程分析，并對影響葉片卷曲形狀的飛斷轉(zhuǎn)速、抗彎剛度等參數(shù)進行了考察。根據(jù)撞擊過程