不确定性下轮盘弹塑性随机有限元与结构可靠性分析

发布时间：2021-01-14 21:17

　　作为飞机的动力装置,航空发动机对飞机的性能和安全性起着至关重要的影响。愈趋严酷的工作条件致使发动机转子部件承受着复杂的工作载荷,这意味着在提高飞机发动机的推重比、燃油使用效率以及发动机总体性能的同时,必须对其主要零部件所具备的可靠性给予足够的重视。作为航空发动机限寿件之一,高压涡轮盘常在高温、高压环境下高转速运转,一旦出现微小裂纹,就可能给飞机造成无法估量的灾难性后果。为了保证航空发动机的安全可靠运行,要求高压涡轮盘必须具有相应的高可靠性。针对上述问题,本论文对某型号航空发动机高压涡轮盘开展了如下研究工作:1)涡轮盘结构疲劳寿命预测中的不确定性量化。高压涡轮盘等热端部件通常在多重不确定因素影响下承受着复杂的工作载荷。这些不确定因素对其疲劳寿命预测与可靠性评估过程起着不可忽视的影响。本论文建立了基于拉丁超立方抽样方法来确定材料属性参数和载荷随机性影响的有限元仿真框架,材料不确定性是通过Chaboche模型与Mason-Coffin方程传递并反馈到结构应力/应变响应。2)涡轮盘的概率疲劳寿命预测与结构可靠性分析。在实际工程当中,高压涡轮盘经常承受着复杂多轴载荷,针对此,基于Fatemi-S... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

GH4169力学性能和疲劳性能的参数的相关性分析;

电子科技大学硕士学位论文在选定材料的有关力学性能和疲劳性能的参数之后，还不能直接对其进行研究分析并引入到后续的研究内容中。由于这几个参量大多是通过拟合计算得到的，它们之间可能会存在一定的相关性，如果不考虑这一点而直接使用，将会给后续的分析结果引入人为的误差。因此，本文基于相关性分析软件，对部分参数进行了相关性分析，其分析结果如图 2-2 所示。

第二章 基于不确定性的涡轮盘弹塑性有限元分析文将参数Ci设置为随机变量，而参数γi则设置为确定量。利用 Ramberg-Os型结合各相关参数的概率分布特征，抽样生成的概率应力应变曲线如图 2-3 据图 2-3 中的数据利用 ANSYS 按照上述 Chaboche 模型参数拟合方法所得C1~C3的样本统计结果以及其对应的概率分布特征如图 2-4，图 2-5 以及图示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂结构部件概率疲劳寿命预测方法与模型[J]. 谢里阳,任俊刚,吴宁祥,钱文学.  航空学报. 2015(08)
[2]考虑分级加载的连续非线性Chaboche-Paris全寿命模型[J]. 张俊红,杨硕,林杰威,马梁.  机械工程学报. 2014(02)
[3]基于Walker等效应变的涡轮盘低周疲劳寿命预测[J]. 张国乾,赵明,章胜,商体松.  航空材料学报. 2013(06)
[4]基于区间不确定性的涡轮盘强度可靠性优化设计[J]. 方鹏亚,常新龙,胡宽,赖建伟,龙兵.  推进技术. 2013(07)
[5]考虑应力梯度的轮盘疲劳寿命预测[J]. 石亮,魏大盛,王延荣.  航空动力学报. 2013(06)
[6]某型航空发动机涡轮盘的可靠性灵敏度设计[J]. 杨周,杜尊令,张义民.  东北大学学报(自然科学版). 2011(08)
[7]基于等效应变的轮盘低循环疲劳寿命预测[J]. 杨俊,谢寿生,祁圣英,董红联.  空军工程大学学报(自然科学版). 2010(06)
[8]基于二元疲劳失效判据的非线性疲劳损伤累积模型及其强度退化研究[J]. 朱顺鹏,黄洪钟,谢里阳.  中国机械工程. 2008(22)
[9]基于响应面法的涡轮盘低循环疲劳可靠性分析方法[J]. 李辉,白广忱.  航空发动机. 2008(01)
[10]GH4169薄壁圆管试样多轴变幅加载下应力应变场的有限元分析[J]. 陈长亮,王建国.  实验室研究与探索. 2007(11)

博士论文
[1]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春.电子科技大学 2017
[2]轮盘低循环疲劳寿命预测模型和试验评估方法研究[D]. 王卫国.南京航空航天大学 2006

硕士论文
[1]航空发动机涡轮盘疲劳寿命可靠性研究[D]. 吕锋.天津大学 2012
[2]基于ISIGHT的参数化叶轮可靠性及可靠性灵敏度设计[D]. 夏风云.东北大学 2011



本文编号：2977563