基于弹塑性方法的某动力涡轮工作叶片断裂转速分析及试验验证

通过获取工作叶片断裂转速,确保发动机在失去负荷后,一旦动力涡轮超转到一定转速,叶片就会先于盘体发生断裂。这是叶片合理化设计和防止非包容事故发生的重要依据和方法。根据某动力涡轮工作叶片的几何结构,建立有限元模型。在考虑挡气片离心力对叶片断裂转速的影响的前提下,基于实测的材料数据和弹塑性方法进行断裂转速理论仿真计算,并通过试验验证方法的准确性。

某涡桨发动机低压模拟转子动平衡试验研究

某涡桨发动机低压模拟转子的工作转速在弯曲临界转速以下,该转子出现了由不平衡引起振动超限,导致无法运行至工作转速的问题,本文针对上述问题进行动平衡试验研究。首先,在动平衡机上对低压模拟转子进行低速平衡,再结合柔性转子高速动平衡技术,在高速旋转试验器上完成了低压模拟转子的高速动平衡试验,动平衡试验后的转子振动明显降低,表现出了良好的振动特性,平衡效果显著。本文的研究为控制高转速下同类型航空发动机转子的振动提供了一种有效的途径,具有重要的工程应用价值。

航空发动机风扇盘破裂试验中心拉杆预紧力分析

针对航空发动机风扇盘破裂试验中心拉杆预紧力,分别采用解析法和有限元法开展理论研究。采用分段圆筒的简化思想,建立了风扇盘及其专用工装的简化模型,基于弹性力学和材料力学理论,结合变形协调方程,推导了风扇盘破裂试验中心拉杆所需预紧力的计算公式。在此基础上,分别利用推导公式和ANSYS Workbench有限元分析软件,对风扇盘破裂试验中心拉杆预紧力进行了计算。通过对比解析法和有限元法得出的计算结果,分析了产生误差的原因,提出了提高解析法计算精度的措施。研究成果为同类航空发动机轮盘强度试验中心拉杆的结构尺寸优化和中心拉杆预紧力的确定提供了参考依据。

涡桨发动机高速转子临界转速调整措施分析

针对支承刚度、轮盘质量、低压轴壁厚对涡桨发动机低压模拟转子临界转速的影响开展研究,为临界转速的调整试验提供理论依据。采用有限元方法建立了低压模拟转子的计算模型,在不同支承刚度、轮盘质量和低压轴壁厚下,利用SAMCEF/ROTOR分析软件对转子前三阶临界转速进行了系统计算,揭示了转子前三阶临界转速随支承刚度、轮盘质量和低压轴壁厚的变化规律,并提出了相应的调整措施,具有工程应用价值。

轮盘止口定心传扭结构配合面过盈量估算方法

针对涡桨发动机压气机轮盘止口定心传扭结构配合面过盈量开展研究,为其设计提供理论依据。基于拉梅公式并考虑离心载荷的作用建立套装圆筒的力学模型,利用胡克定律和变形协调方程建立套装圆筒在高转速下配合面过盈量与剩余套装应力、转速之间的关系,进而导出轮盘过盈传扭结构配合面过盈量与扭矩、转速之间的关系,提出一种在一定工况下配合面最小过盈量的估算方法,为轮盘止口定心传扭结构的设计和分析提供了理论依据,具有工程应用价值。

带止口定心传扭结构高速转子轴向预紧力估算方法

针对涡桨发动机带止口定心传扭结构低压模拟转子的轴向预紧力开展研究,为带止口定心传扭结构高速转子轴向预紧力的确定提供理论分析方法。采用分段圆筒的简化思想,建立了前三级压气机盘和中心拉杆的简化模型。基于弹塑性力学和材料力学理论并考虑离心载荷的影响,揭示了轮盘间轴向力变化量与转速之间的关系,对设计确定的低压模拟转子初始轴向预紧力进行了评估。研究表明:评估的低压模拟转子初始轴向预紧力能确保止口定心传扭结构可靠工作,研究成果具有理论意义和工程应用价值。

涡桨发动机低压模拟转子动力特性研究

对某涡桨发动机低压模拟转子的动力特性进行了研究。基于梁单元的有限元法,建立了转子的分析模型,借助转子动力学分析软件SAMCEF/ROTOR对转子的前三阶临界转速和振型进行了计算,并在高速旋转试验器上实现了全转速范围内的动力特性试验。研究表明,在额定工作转速范围内,低压模拟转子有两阶临界转速,前两阶振型均为刚体振型,止口定心传扭结构设计合理,在全转速范围内能够可靠工作,为同类转子的动力特性分析和试验提供了参考。