航空發(fā)動機盤鼓式轉子振動引起的疲勞問題研究.pdf

1、航空發(fā)動機作為飛機的心臟，直接關系著飛機的性能，而航空發(fā)動機轉子，更是燃氣輪機的關鍵部件，其復雜的結構組成，以及惡劣的工作環(huán)境，導致轉子在工作中易發(fā)生低周疲勞、高周疲勞、熱疲勞、蠕變、腐蝕、摩擦等多種損耗，嚴重影響航空發(fā)動機的安全性。由于轉子工作中常承受循環(huán)載荷，因此疲勞失效為其最常見的失效形式。
　　軍用飛機常常為適應實際戰(zhàn)斗的多變性，需要頻繁的啟停并在多種工況間快速切換，當轉子工況發(fā)生變化時，一方面隨著燃氣與轉子間的溫差增大，

2、轉子啟停循環(huán)中將在應力集中處出現(xiàn)交變熱應力；另一方面轉子在過臨界轉速時由于振幅的突增和突降，將產生較大的交變機械應力，這些均導致轉子產生疲勞損耗?，F(xiàn)有的研究多集中在轉子熱應力引起的疲勞問題，而關于轉子振動對其疲勞壽命影響的研究較少，因此開展航空發(fā)動機轉子振動引起的疲勞問題研究很有意義。
　　本文建立了瞬態(tài)轉子動力學模型，采用數(shù)值積分的方法獲得轉子不同瞬態(tài)啟停過程的不平衡響應，得到了轉子在對稱支承和非對稱支承時不同不平衡量及啟動速度

3、下的瞬態(tài)動力學特性。
　　在此基礎上，分析了轉子交變機械應力產生的機理，并結合“臨界平面法”和雨流計數(shù)法獲得了轉子對稱支承和非對稱支承下的低周疲勞壽命，探討了不平衡量大小和支承對稱性對轉子低周疲勞壽命的影響。
　　建立了轉子的軸對稱有限元模型，仿真得到轉子穩(wěn)態(tài)運行時的溫度分布及熱應力和離心力引起的靜應力分布，結合非對稱支承下轉子產生的交變應力結果，計算了轉子不同不平衡量大小和支承對稱性下轉子的高周疲勞壽命。
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