涡轮盘热力耦合及中心孔疲劳裂纹扩展研究 |
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引用本文: | 薛志远,胡晓安,饶国锋.涡轮盘热力耦合及中心孔疲劳裂纹扩展研究[J].南昌航空工业学院学报,2019(2). |
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作者姓名: | 薛志远 胡晓安 饶国锋 |
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作者单位: | 南昌航空大学飞行器工程学院;江西省微小航空发动机重点实验室南昌航空大学 |
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摘 要: | 基于有限元软件ABAQUS/Franc3D,对某型航空发动机涡轮盘在热-机械载荷作用下的疲劳裂纹扩展规律进行研究。首先,进行涡轮盘网格无关性验证以保证计算精度;其次,针对涡轮盘进行导热分析以确定温度分布;再次开展了热-力载荷联合作用下的应力应变计算、静强度校核;最后,计算了中心孔处疲劳裂纹扩展参量以及疲劳裂纹扩展寿命。研究结果表明:该涡轮盘在最大转速状态下静强度满足要求,中心孔区域为应力集中危险点。裂纹尖端温度变化速率随着裂纹的深入而增加,导致了裂纹尖端应力场的扰动,裂纹由I型模式转为I/II混合模式。疲劳裂纹扩展寿命预测结果偏于危险,但可为涡轮盘损伤容限设计提供依据。
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