缺口型硬物损伤对叶片强度及气动性能的影响研究

发布时间：2024-05-17 23:39

　　外物损伤(Foreign Object Damage,FOD)是航空发动机使用过程中经常出现的问题,吸入航空发动机通道内的硬物最有可能打伤风扇/压气机叶片。缺口是叶片FOD的主要形式,叶片出现损伤后会影响其强度及气动性能。本文针对TC4材料风扇叶片,探究缺口型FOD对叶片强度及气动性能的影响规律,并在此基础上提出叶片维修极限确定原则的建议。论文对国外多种型号航空发动机风扇叶片维修手册进行了分析,结果表明:在实际维修中,以维修深度、维修长度、维修底部半径及维修区域边缘与叶身连接处的圆弧半径等作为维修形状的要求参数,通常以维修深度作为维修极限,将叶片大致划分为前后缘叶根、叶中、叶尖及叶端等区域,分区规定叶片的维修极限。论文基于局部应变法计算了叶片断裂转速,结果表明:在维修深度不变的情况下,缺口型FOD的维修形状对叶片的断裂转速几乎没有影响;但是维修区域在叶根时,叶片断裂转速随维修深度增大有下降趋势,且危险点位置随之向维修区域根部偏移。基于临界距离法对FOD前后的叶片疲劳强度进行了计算,对比分析表明:维修区域出现在叶片前缘叶根、叶中及叶端时,叶片疲劳强度随维修深度增大而下降,且维修形状越尖锐...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1典型FOD宏观损伤类型

发动机被誉为飞机的心脏[1]，为飞机提供动力，直接影响飞机经济及安全性成。随着各行业飞机使用需求增加，对发动机性能要求也在不断提高。关键及可靠性对发动机整体有着重要的影响。起飞或着陆过程中，动力装置产生的强大气流压力会摄入外界环境物质，如块，空中的飞鸟等，这些物质击打在发动机风扇....

图1.2典型FOD宏观损伤外貌

典型宏观损伤形貌如图1.2），并伴随着应力集中、残余应力、剪切带等现象，甚至形成初始裂纹[4]。严重的FOD事件中，叶片可能被大面积损毁或因承载能力急剧下降在短时间内发生断裂失效[5]；通常情况下，这些损伤在承受离心力及振动循环应力下极易成为疲劳源，显著减少叶片的疲劳强度[6....

图1.3叶端缺口示意图

图1.3叶端缺口示意图级半轴流涡轮进行数值模拟，研究董萍[43]以TRT涡轮为研究对象，分间隙高度的变化情况，可以看出间涡轮效率显著降低，间隙高度增

图1.4涡轮效率随间隙高度变化图

图1.3叶端缺口示意图等[42]对Aachen一级半轴流涡轮进行数值模拟，研究表明，随着间隙基本成线性减小。董萍[43]以TRT涡轮为研究对象，分析了间隙高度对描述了涡轮效率随间隙高度的变化情况，可以看出间隙高度对涡轮效间隙高度的增加，涡轮效率显著降低，间隙高度增加....

本文编号：3976133