航空发动机涡轮叶片热—动力学耦合疲劳可靠性分析

发布时间：2020-12-29 19:10

　　航空发动机作为飞行器的心脏,被誉为“工业之花”,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机在工作过程中的环境温度、运转速度要高于同领域其他动力系统。所以,为了确保航空发动机在服役过程中的安全性和稳定性,对其进行疲劳可靠性的研究是有必要的。航空发动机涡轮叶片作为航空发动机的核心部件,因其所处环境的复杂以及所受载荷的多样性,使其成为航空发动机疲劳破坏的主要部件之一。因此,开展航空发动机涡轮叶片热-动力学耦合问题及疲劳可靠性方面的研究是保证航空发动机在服役过程中正常工作的前提。本文对航空发动机进行了多物理场、多载荷工况的耦合分析,进而运用疲劳可靠性相关理论对航空发动机涡轮叶片在特定工况下的疲劳寿命进行分析。首先,根据航空发动机所处复杂的工作环境及所受载荷情况,对航空发动机涡轮叶片热-动力学耦合问题及疲劳可靠性相关的理论进行了叙述,并且运用Fortran结合有限元法和有限差分法编程进行不同物理场、不同载荷情况的计算,并运用经典实例验证了所采用方法的正确性,为后续航空发动机涡轮叶片热-动力学耦合响应求解奠定基础。其次,对航空发动机涡轮叶片所处不同载荷工况:只受温度载荷作用;只受气动载荷... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

航空发动机结构图

涡轮叶片热-动力学耦合响应分析流程图

11图 1.3 疲劳可靠性分析流程的创新点：对航空发动机涡轮叶片所受载荷情况进行了详细的分析，并给出航空-动力学耦合响应的推导过程，实现了航空发动机涡轮叶片热-动力学该方法同样适用于其他三维结构的热-动力学耦合问题的研究，此外劳损伤理论给出涡轮叶片的可靠度情况。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]金属材料多轴疲劳累积损伤理论研究进展[J]. 夏天翔,姚卫星,嵇应凤.  机械强度. 2014(04)
[4]大型空间结构的热-动力学耦合问题及其有限元分析[J]. 薛明德,向志海.  固体力学学报. 2011(S1)
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[9]某低压涡轮工作叶片高温低循环疲劳寿命预测[J]. 陈立杰,谢里阳.  东北大学学报. 2005(07)
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博士论文
[1]结构—热耦合问题及结构疲劳的可靠性分析方法研究[D]. 阎彬.西安电子科技大学 2013
[2]航空发动机气冷涡轮叶片的气热耦合数值模拟研究[D]. 董平.哈尔滨工业大学 2009

硕士论文
[1]飞行器热结构设计及热力耦合响应分析[D]. 蔡振.哈尔滨工业大学 2013
[2]考虑温度影响下结构振动疲劳寿命估算[D]. 王佳莹.南昌航空大学 2012
[3]燃气轮机涡轮叶片气动载荷与动态特性研究[D]. 于贵齐.大连理工大学 2011
[4]航空发动机叶片疲劳寿命和可靠性研究[D]. 林杰威.天津大学 2009
[5]大型燃气轮机涡轮叶片疲劳寿命研究[D]. 彭立强.大连理工大学 2008
[6]燃气轮机主要构件可靠性分析[D]. 蒋红梅.哈尔滨工程大学 2008
[7]热—结构耦合数值模拟软件框架设计和基本实现[D]. 沈清华.武汉理工大学 2008
[8]温度场的有限元数值模拟及其在塑件和模具冷却分析中的应用[D]. 刘永志.郑州大学 2003



本文编号：2946148