基于接觸狀態分析的葉冠阻尼評估與改進設計
2012-12-19 08:57:50陳璐璐張大義
北京航空航天大學學報
2012年5期
洪 杰 楊 鑫 陳璐璐 張大義
(北京航空航天大學 能源與動力工程學院，北京100191)
葉片屬于航空發動機的重要件或關鍵件，是發動機易出故障的零件，尤其是渦輪轉子葉片.發動機在整個工作包線內工作時，葉片完全不發生共振是不可能的，只有通過合理設計和裝配控制保證在主要工作狀態下不發生足以引起高循環疲勞破壞的有害共振.因此，目前在大多數現代發動機的低壓渦輪采用了帶冠葉片［1］，其中鋸齒形葉冠由于工作間隙易于控制，阻尼效果較好，得到了廣泛應用［2］.
在葉冠設計中，過去一直沿用預扭設計方法［3－5］，忽略葉冠工作面具體接觸狀態，以主要的力學參數，分析帶冠葉片的整體動力學特性.這種方法適用于初步設計階段，根據整體力學性能要求，快速選定葉冠結構參數，但難以詳細地反映出葉冠接觸面的工作狀態，當接觸面接觸應力過大時，計算結果不夠準確.此外，對現有設計參數下的葉冠結構無法進行準確的阻尼評估，進而更難以對不滿足要求的葉冠結構提出具體的改進設計方法.
本文提出基于接觸狀態的鋸齒形葉冠阻尼設計方法，并針對某型帶冠渦輪葉片進行了阻尼評估與改進設計.從計算分析過程中可以看到，接觸狀態的提出為分析葉冠阻尼和設計葉冠結構提供了新的途徑和方法，能夠更清楚、直觀、準確地體現葉冠工作過程中的實際接觸情況和受力狀態.
1 基于接觸狀態的設計方法
1.1 接觸……
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