某型APU二级涡轮叶片可靠性分析
发布时间：2021-10-12 19:30
二级涡轮叶片是APU动力段典型的热端零部件之一,工作在高温、高压、高速离心的环境中,叶片发生故障、损伤是不可避免的。因此,对APU二级涡轮叶片损伤、疲劳以及可靠性的研究是非常必要的。基于APU维修报告,统计叶片损伤故障数据,分析叶片主要损伤模式,研究叶片损伤机理。基于叶片损伤数据,选择二参数威布尔函数建立分布模型。分布函数线性化基础上,采用最小二乘法并借助MATLAB编程拟合故障数据、解析相关参数,利用K-S检验验证拟合优度,绘制相关函数图,计算四项可靠性指标。采用CATIA建立APU二级涡轮组件的三维模型。利用ANSYS Workbench建立叶片有限元模型。使用CFX进行叶片流场仿真计算,于对应模块加载CFX温度场、压力场仿真并研究叶片温度分布、气动力分布,加载转速仿真叶片离心力。三种载荷共同作用时,建立叶片流-热-固耦合模型仿真并研究等效应力、等效应变。基于有限元仿真采用Manson-Coffin模型计算叶片“起动-恒速-起动”状态的疲劳寿命,利用ANSYS Workbench中Fatigue Tool仿真与其进行比较,基于现服役APU,使用Miner损伤理论计算叶片损伤,预测总...
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
APU外观结构
12 21 1ni iin ni ii iX X Y YrX X Y Y 小二乘原理，利用 MATLAB 进行编程、反解出对应二参数威布尔分布的形状参数 数威布尔分布模型表达式为： 4.4511317.2420 10tF te 数 r 0.9922，证明 X 与Y 的相关性较高，拟从图中可以看出拟合结果精确度比较高。
3 7.2420 10的二参数威布尔分布。图3.7 K-S拟合检验3.5.4四项可靠性指标通过对 APU 二级涡轮叶片故障数据进行处理分析、初定分布、参数估计以及假设检验，确定 APU 二级涡轮叶片故障数据符合 4.4511，3 7.2420 10的二参数威布
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢丝绳拉伸疲劳寿命仿真分析与试验研究[J]. 杜文正,马保珠,曹大志,付广磊. 振动与冲击. 2018(17)
[2]发动机HPT叶片失效分析及损伤发展趋势研究[J]. 曹惠玲,曹鹏双,康力平,谷亚南. 中国民航大学学报. 2017(03)
[3]基于威布尔分布的乘用车包修数据分析方法[J]. 王能欢,姚祖兴,胡洪露,杨剑. 机械设计与制造. 2016(09)
[4]Low-cycle fatigue lifetime estimation of Ti–6Al–4V welded joints by a continuum damage mechanics model[J]. Hong-Yu Qi,Xiao-Lei Zheng,Xiao-Guang Yang. Rare Metals. 2016(04)
[5]一种单晶涡轮叶片热机械疲劳寿命评估方法[J]. 荆甫雷,王荣桥,胡殿印. 航空动力学报. 2016(02)
[6]基于ANSYS的斗齿疲劳寿命预测[J]. 陈龙,彭高明,罗淑洪. 热加工工艺. 2015(22)
[7]涡轮叶片-榫头-轮盘的蠕变与低循环疲劳寿命预测[J]. 李骏,宋友辉,刘汉斌,徐凌志,郭昊雁. 推进技术. 2015(11)
[8]基于CAE软件的风电机组齿轮疲劳寿命预测[J]. 杨志凌,苗丽娟. 计算机仿真. 2015(02)
[9]基于局部应力应变法的桥式起重机用钢丝绳疲劳寿命估算[J]. 熊伟红,向晓东,喻青. 机械科学与技术. 2015(01)
[10]基于威布尔分布的数控机床可靠性分析[J]. 李慧亮,贾现召,张涛. 机床与液压. 2014(19)
硕士论文
[1]航空燃气轮机涡轮叶栅烧蚀问题的数值研究[D]. 赵亚洲.中国工程物理研究院 2016
[2]航空发动机低压涡轮叶片疲劳寿命预测[D]. 尹珩苏.电子科技大学 2016
[3]APU故障趋势预测及应对策略研究[D]. 唐启东.中国民航大学 2014
[4]某涡扇发动机涡轮叶片寿命计算分析[D]. 蔡伟.电子科技大学 2014
本文编号：3433171
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
APU外观结构
12 21 1ni iin ni ii iX X Y YrX X Y Y 小二乘原理，利用 MATLAB 进行编程、反解出对应二参数威布尔分布的形状参数 数威布尔分布模型表达式为： 4.4511317.2420 10tF te 数 r 0.9922，证明 X 与Y 的相关性较高，拟从图中可以看出拟合结果精确度比较高。
3 7.2420 10的二参数威布尔分布。图3.7 K-S拟合检验3.5.4四项可靠性指标通过对 APU 二级涡轮叶片故障数据进行处理分析、初定分布、参数估计以及假设检验，确定 APU 二级涡轮叶片故障数据符合 4.4511，3 7.2420 10的二参数威布
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢丝绳拉伸疲劳寿命仿真分析与试验研究[J]. 杜文正,马保珠,曹大志,付广磊. 振动与冲击. 2018(17)
[2]发动机HPT叶片失效分析及损伤发展趋势研究[J]. 曹惠玲,曹鹏双,康力平,谷亚南. 中国民航大学学报. 2017(03)
[3]基于威布尔分布的乘用车包修数据分析方法[J]. 王能欢,姚祖兴,胡洪露,杨剑. 机械设计与制造. 2016(09)
[4]Low-cycle fatigue lifetime estimation of Ti–6Al–4V welded joints by a continuum damage mechanics model[J]. Hong-Yu Qi,Xiao-Lei Zheng,Xiao-Guang Yang. Rare Metals. 2016(04)
[5]一种单晶涡轮叶片热机械疲劳寿命评估方法[J]. 荆甫雷,王荣桥,胡殿印. 航空动力学报. 2016(02)
[6]基于ANSYS的斗齿疲劳寿命预测[J]. 陈龙,彭高明,罗淑洪. 热加工工艺. 2015(22)
[7]涡轮叶片-榫头-轮盘的蠕变与低循环疲劳寿命预测[J]. 李骏,宋友辉,刘汉斌,徐凌志,郭昊雁. 推进技术. 2015(11)
[8]基于CAE软件的风电机组齿轮疲劳寿命预测[J]. 杨志凌,苗丽娟. 计算机仿真. 2015(02)
[9]基于局部应力应变法的桥式起重机用钢丝绳疲劳寿命估算[J]. 熊伟红,向晓东,喻青. 机械科学与技术. 2015(01)
[10]基于威布尔分布的数控机床可靠性分析[J]. 李慧亮,贾现召,张涛. 机床与液压. 2014(19)
硕士论文
[1]航空燃气轮机涡轮叶栅烧蚀问题的数值研究[D]. 赵亚洲.中国工程物理研究院 2016
[2]航空发动机低压涡轮叶片疲劳寿命预测[D]. 尹珩苏.电子科技大学 2016
[3]APU故障趋势预测及应对策略研究[D]. 唐启东.中国民航大学 2014
[4]某涡扇发动机涡轮叶片寿命计算分析[D]. 蔡伟.电子科技大学 2014
本文编号：3433171
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