气垫船用垫升风机叶片轻量化研究

发布时间：2021-07-27 07:53

　　垫升风机作为海陆两栖作战艇只——气垫船的核心动力装备,其轻量化和可靠性是两个重要设计指标。轴流式垫升风机叶片质量仅为常规设计的1/4,且可靠性要求高,因此,叶片轻量化是轴流式垫升风机设计难点之一。目前,有关轴流式垫升风机叶片轻量化研究未见相关公开文献报道。本文根据某型号气垫船用垫升风机的设计要求,针对叶片轻量化,选材、强度计算、成型方法等方面进行了研究。研究表明:采用铝合金或碳纤维复合材料的叶片可以达到轻量化的要求,碳纤维复合材料叶片的安全性高于铝合金叶片且通过频率隔离裕度宽,采用一定方式铺层的碳纤维可达到固有频率高且强度好的效果。 

【文章来源】：风机技术. 2020,62(02)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

叶片三维造型图

定义铝合金叶片的壁厚10mm，此时叶片质量29.75kg。对铝合金叶片叶根与轮毂接触面施加固定约束条件，以叶轮轴线作为旋转轴，施加1 320r/min的离心力载荷，计算叶片的应力分布。等效应力分布如图2所示，最大应力为243.5MPa，安全系数1.314。对碳纤维叶片施加相同的约束条件和载荷，等效应力分布如图3所示[11-12]，最大应力为167MPa,T700的屈服强度>1 000MPa，安全系数>5.99。

对碳纤维叶片施加相同的约束条件和载荷，等效应力分布如图3所示[11-12]，最大应力为167MPa,T700的屈服强度>1 000MPa，安全系数>5.99。从应力计算结果来看，两者的强度都可以满足要求，但碳纤维叶片的安全系数远远大于铝合金叶片，从使用角度来说，碳纤维的安全性更高。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3305396