航空发动机涡轮轴的疲劳寿命预测与疲劳可靠性分析

发布时间：2024-02-07 02:13

　　航空发动机是飞机飞行的动力来源,发动机状态的好坏将直接影响飞机的性能。而发动机转动部件正是发动机能得以正常运行的关键部件,转动部件的好坏将直接影响到发动机的工作状态,因此为了使发动机的技术水平得到更好的发展,有必要深入研究转动部件的结构及影响寿命的因素等。发动机转动部件是由涡轮叶片、涡轮盘、涡轮轴及轴承等部件组成的,其中,涡轮轴是转子系统中的重要组成部分,主要功能是传递动力和循环工作载荷、支撑其他零部件。在飞机飞行时,发动机高速运转,此时涡轮轴承受多种交变载荷,在这种复杂工作环境下容易发生疲劳破坏。一旦涡轮轴出现故障,发动机将无法正常工作,使得飞机飞行动力的提供受阻,可能会引发严重的飞机失事事故。因此,为了保证航空发动机能够安全可靠地工作,有必要对涡轮轴疲劳可靠性进行深入的研究。本论文主要针对某型航空发动机涡轮轴的疲劳可靠性问题进行研究,研究内容具体分为以下几个部分:(1)对涡轮轴的结构特点、承受载荷进行分析,明确涡轮轴在工作过程中承受的约束及载荷情况,并分析涡轮轴可能存在的失效模式,对涡轮轴有一个全面的认识和了解。将涡轮轴模型导入ANSYS Workbench,对涡轮轴进行有限元仿真...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1涡轮轴结构图

第二章涡轮轴应力应变分析7第二章涡轮轴应力应变分析2.1引言涡轮轴作为航空发动机转动部件中的关键部件，承担着传递功率、循环工作载荷和支撑其他零部件的作用，其状态会直接对航空发动机工作状态产生影响。在飞机运行时，发动机高速运转，涡轮轴承受着复杂的交变载荷，在这些复杂载荷作用下涡轮轴....

图2-4简化后的涡轮轴模型

电子科技大学硕士学位论文122.4.1建模与模型简化首先利用UG将合作单位提供的涡轮轴设计图转化为3D模型，然后将模型导入ANSYSWorkbench中，对涡轮轴进行有限元分析，粗略确定涡轮轴的危险部位，将远离危险部位附近的倒角、圆孔、沟槽等去掉，得到简化后的涡轮轴模型，如图2-....

图2-5涡轮轴整体网格划分图

第二章涡轮轴应力应变分析13表2-3GH4169的材料线膨胀系数/℃20~10020~20020~30020~40020~50020~60020~70020~80020~90020~1000-6-1/(10℃)11.813.013.514.114.414.815.417.018.....

图2-6花键部位网格划分图

电子科技大学硕士学位论文14图2-6花键部位网格划分图2.4.4约束条件设置根据涡轮轴结构及装配特点，对其施加相应约束，如表2-7所示。表2-7涡轮轴承受的约束约束类型施加位置约束设置固定约束径向约束花键轴端面靠近花键端的轴承处FixedsupportCylindricalsup....

本文编号：3896587