简介:摘要航空发动机叶片是航空发动机最重要的部件之一,经常由于共振而导致断裂失效。传统航空发动机叶片的振动特性通常是基于零阶近似耦合动力学模型。模型忽略了动态刚度,结果是有限的。为了更准确地分析高速旋转发动机叶片的振动特性,研究了叶片刚性和软耦合的动力学问题。将叶片简化为柔性薄板,并考虑了表面的变形,并将平面变形包括在表面形变中。本文用假设模态法描述了叶片的变形,利用拉格朗日动力学方程建立了三维空间位移运动柔性叶片的动力学方程。同时,多体系统动力学软件MSC。ADAMS研究了旋转叶片的动态状态,并比较了叶片动力学理论模型和ADAMS的结果。结果表明,近似耦合模型的理论结果与实际结果是一致的,而当叶片高速时,ADAMS和零近似耦合模型的仿真结果是有缺陷的。基于叶片的近似耦合模型,分析了叶片的振动频率、频移和振动方式,验证了该方法的可行性。
简介:以航空发动机低压中介主轴为研究对象,利用ANSYS软件对低压中介主轴进行有限元分析,得到主轴不同关键截面的应力-应变。基于临界平面法,在分析原有模型损伤参量的基础上,引入最大法向应力对原有模型进行修正,并利用坐标变化原理,明确了临界平面及控制损伤参量的确定方法。在存在平均应力时,修正后的模型可直接用于材料的多轴疲劳寿命预测。在此基础上,利用修正后的多轴疲劳寿命预测模型对低压中介主轴进行寿命预测,并从危险截面位置确定和预测寿命大小方面与传统的EGD-3寿命预估法进行对比分析。结果表明:EGD-3寿命预估法预测寿命偏于保守,且预测的危险截面位置与已有试验数据不符。与之相比,利用多轴疲劳寿命预测模型可以更好地预测低压中介主轴的危险截面位置和多轴疲劳寿命。