航空發(fā)動機葉片疲勞壽命和可靠性研究.pdf

1、葉片是航空發(fā)動機的主要組成部分，是發(fā)動機的關(guān)鍵轉(zhuǎn)動部件之一，擔負著能量轉(zhuǎn)化的重任。常見的導致葉片失效的因素有低循環(huán)疲勞、振動、屈曲、蠕變等。隨著現(xiàn)代航空發(fā)動機推重比的不斷提高，葉片的設計應力水平大幅提高，低循環(huán)疲勞失效逐漸成為葉片最主要的失效形式之一，多發(fā)生在葉片根部兩側(cè)氣流進出口處等應力集中較嚴重的部位。
　　 本文通過理論分析與試驗研究相結(jié)合的研究方法，就葉片疲勞可靠性的分析方法與可靠性模型的建立進行了研究，主要內(nèi)容如下：<

2、br>　　 1.對目前工程中廣泛應用的疲勞壽命估算方法和可靠性分析方法進行了系統(tǒng)評述，從中找到了適用于本研究中航空發(fā)動機壓氣機葉片疲勞壽命和可靠性研究的方法。
　　 2.根據(jù)國家標準對葉片材料鈦合金TC4的疲勞試驗進行了設計，通過材料疲勞試驗獲得了包括S-N曲線、σ-ε曲線在內(nèi)的材料力學性能指標，為后續(xù)的疲勞壽命估算和疲勞可靠性分析打下基礎。
　　 3.建立了葉片的有限元模型，并進行了特定工況下的模型瞬態(tài)分析。通過分析

3、應力響應的結(jié)果確定了疲勞危險部位，同時得到了葉片的載荷歷程，為疲勞壽命估算做準備。
　　 4.結(jié)合材料疲勞試驗和有限元分析得到的結(jié)果，采用名義應力法和Miner線性損傷累積準則，聯(lián)合疲勞分析軟件對葉片進行全壽命分析，得到了葉片的疲勞損傷云圖和壽命分布，以此找出了失效將會發(fā)生的部位，并與葉片實際失效情況進行比較，結(jié)果十分吻合。
　　 5.利用應力一強度干涉模型對葉片的可靠性進行分析，給出葉片的可靠度。
　　 葉片是