基于光纖光柵測(cè)量的旋轉(zhuǎn)葉片應(yīng)力應(yīng)變分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文主要通過對(duì)風(fēng)扇葉片進(jìn)行CAD逆向建模，然后將得到的模型導(dǎo)入有限元分析軟件進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變、裂紋擴(kuò)展以及疲勞壽命的分析以及風(fēng)扇葉片光柵測(cè)試的方法對(duì)葉片高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力分布和疲勞特性進(jìn)行研究。CAD逆向建模以實(shí)物測(cè)量圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過把測(cè)量數(shù)據(jù)輸入Pro/e進(jìn)行重新造型，從而在CAD平臺(tái)中還原“實(shí)物原貌”（再現(xiàn)實(shí)物的零件模型）。然后把Pro/e中生成的零件模型輸入ANSYS，并嚴(yán)格按照葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)的邊界條件對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變、裂紋擴(kuò)展以及疲勞

2、壽命的分析。由此可以從理論上得到葉片的應(yīng)力分布狀況和疲勞裂紋易產(chǎn)生的部位，為下一步的光柵測(cè)試實(shí)驗(yàn)、光柵傳感器的布置以及以后的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論參考。 首先，簡要介紹了風(fēng)扇葉片的主要研究方法以及課題的背景及其研究意義。 其次，簡單介紹了論文工作必須的有限元分析的理論知識(shí)和疲勞壽命分析的理論方法如名義應(yīng)力法、局部應(yīng)力應(yīng)變法等，以及裂紋擴(kuò)展的斷裂力學(xué)的相關(guān)理論如YU裂紋模型。 再者，對(duì)葉片進(jìn)行逆向建模，并將其導(dǎo)入ANS

3、YS進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變、疲勞壽命、裂紋擴(kuò)展的分析；并依據(jù)分析結(jié)果畫出葉片的疲勞壽命曲線S—N、裂紋擴(kuò)展率與應(yīng)力曲線da/dn—S曲線等。同時(shí)也進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，利用光柵傳感器進(jìn)行分布式測(cè)量，分析葉片在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力大小、疲勞壽命。 最后，將有限元分析的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而確定葉片的危險(xiǎn)部位，同時(shí)也證明了光柵測(cè)量旋轉(zhuǎn)葉片應(yīng)力應(yīng)變的可靠性。 通過光柵測(cè)試實(shí)驗(yàn)得到了葉片在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況下應(yīng)力大小、裂紋擴(kuò)展下的應(yīng)力分布以及