基于热固耦合预应力的发动机叶片模态分析方法

发布时间：2018-01-03 23:34

本文关键词：基于热固耦合预应力的发动机叶片模态分析方法　出处：《空军工程大学学报(自然科学版)》2016年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：发动机叶片在工作环境中承受着热载荷、离心载荷和气动载荷的共同作用,导致材料的机械性能发生变化,使得发动机叶片振动频率及形态与室温静止状态有所不同。为了综合考虑各种因素的共同影响,准确分析发动机叶片在实际工作状态下的固有振动频率及振型,运用有限元分析软件ANSYS,由热分析得到叶片的温度场,并将其耦合到结构分析单元,进行结构分析得到叶身的热应力分布后,施加离心载荷与气动载荷,对叶片进行重启动分析,得到叶片的综合应力分布,并以此为预应力对叶片进行模态分析,计算叶片工作状态下的固有振动频率及振型。分析中综合考虑了温度场及应力场对叶片模态的影响,找到了基于热固耦合预应力的发动机叶片模态分析方法。
[Abstract]:The engine blade under thermal load in the work environment, the interaction of centrifugal loads and dynamic loads, resulting in the change of mechanical properties of materials, so that the engine blade vibration frequency and shape and room temperature are different. In order to rest with the comprehensive factors, accurate analysis of inherent vibration frequency and vibration type engine blade in the actual the working condition, using finite element analysis software ANSYS, the thermal analysis of temperature field of blade, which is coupled to the structural analysis unit, structure analysis of blade thermal stress distribution after application of centrifugal load and aerodynamic load, the blade was a restart analysis, comprehensive blade force should the distribution, and as the blade was prestressed modal analysis, natural frequencies and mode shapes of calculating working conditions. Analysis considering the temperature field and stress field The modal analysis method of engine blade based on the thermosetting coupling prestress is found on the influence of the blade mode.

【作者单位】：空军工程大学理学院;空军工程大学装备管理与安全工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(5157552) 陕西省自然科学基金(2015JM5240) 空军工程大学理学院博士(后)基金(2013BSKYQD09)
【分类号】：V232.4
【正文快照】： 据统计,由航空发动机转子叶片共振[1-3]引起叶片疲劳损伤[4-5]从而造成的发动机故障,占发动机零件疲劳故障的30%~40%[6-7]。因此,对压气机、涡轮叶片进行模态分析,得到叶片在工作状态下的振动频率及振型,并以此为依据在实际工作中避免共振,具有非常重要的现实意义[8-9]。叶片

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