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来源:理?small>点击ơ数Q?/small> ?small>更新旉Q?/small>2025-04-25

航空发动机涡轮叶?/font>有限元分?/font>

      在叶片盘l构的分析中Q其几何形状、施加的载荷以及(qing)边界条g都围l涡轮的旋{轴呈现出_的对U性。可以采用@环对U假设来降低计算负荷。利用对U性,可先有限元模型的范围羃?yu)到单个扇Ş区域q行分析Q然后将该扇形区域的分析l果扩展到其他扇形区域,从而得到整个系l的l果。因此,Z构徏有限元模型ƈq行必要的分析,对占整个pȝ 1/60 的、包含两个叶片的涡轮扇Ş区域q行了徏模?/font>

?/font>1 带叶栚w器的完整叶片盘

      有限元模型所考虑的扇形区域由两个叶片、叶栚w器、枞?wi)Ş榫头、轮盘部件以?qing)这些部件之间的接触l成Q如?/font> 2 所C。有限元模型包含 171,523 ?SOLID185 单元?5,932 个节点和 257,796 个自由度。此外,d为接触区域分配了 5,512 个接触节点,q些节点通过库仑摩擦模型怺兌。叶片与d器之间以?qing)枞树(wi)Ş榫头与轮盘之间的接触界面如?3 所C?/font>

?/font>2 用于构徏有限元模型的几何形状

?/font>3 接触表面

静态分?/font>

      静态分析旨在考虑静态蝲荷和条g的媄(jing)响,以便从模态分析和时域动态仿真中获得更精的l果。在本示例中Q静态模型考虑了@环对U性,q考虑了稳态温度分布对材料属性的影响?000 ?/ 分钟的旋转体力以?qing)作用在叶片上的静态气动力压力载荷和作用在压力面与吸力面上的压力蝲荗?/font>

?/font>4 Ex气动力压力载荷和温度场

?/font>5 作用在叶片上的静态压力蝲?/font>

?/font>6 叶片盘系l稳态下的温度分?/font>

模态分?/font>

      静态分析完成后Q通过模态分析研I结构的动态行为,以确定固有频率和振型。该模态分析考虑了机械蝲荗温度和旋{体力的综合媄(jing)响,q将静态分析的l果作ؓ(f)预应力纳入其中。主要通过求解特征值问题得到的l果Q反映了在这些条件下l构的动态特性?/font>

      ?/font> 7 展示?0 阶谐波指?/ 节径下的前六阶振型,清晰地说明了pȝ的@环对U性在其振动模态中的体现?/font>

?/font> 7 Q存在叶栚w器Ӟ0 阶谐波指?/ 节径下的前六阶振?/font>

      W一阶模态的特征是所有叶片同步挥舞运动,在叶片尖端生最大挠度。这一模态至关重要,因ؓ(f)它通常h最低的频率Q在q行q程中很Ҏ(gu)被激发。第二阶模态代表反相挥舞,盔R叶片向相反方向运动,有效地抵消了部分pȝ的整体位U,q可能降低轮盘上的应力?/font>

      对于W三阶和W四阶模态,存在单个节圆表明涉及(qing)轮盘模态,q表明存在更复杂的振动行为。这些叶片模态涉?qing)挥舞和扭{的组合。这些模态很重要Q因为它们会(x)D轮盘上的不对U加载,影响其疲力_命。第五阶和第六阶模态又回到 0 节圆Q表明叶片运动更加复杂,分别是反相和同相的耦合叶片弯曲 - 扭{模态?/font>

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