低壓渦輪軸盤螺栓組預緊力分布機理及其模態(tài)特性.pdf

1、碩士學位論文低壓渦輪軸盤螺栓組預緊力分布機理低壓渦輪軸盤螺栓組預緊力分布機理及其模態(tài)特性及其模態(tài)特性TheDistributionMechanismonPreloadofBoltGroupModalacteristicsofLowPressureTurbineShaftDisc作者姓名：孫新學科、專業(yè)：機械設計及理論學號：21404151指導教師：馬躍副教授完成日期：2017年5月大連理工大學DalianUniversityofTech

2、nologyI摘要航空發(fā)動機低壓渦輪軸盤螺栓組連接性能直接關系到整個軸盤的裝配性能及整機工作運轉，而連接螺栓組的性能又與多方面因素有關，包括被連接件的尺寸結構，被連接件和螺栓材質，螺栓組擰緊工藝等，其中，保證螺栓組預緊力的控制精度及分布均勻性是整個螺栓裝配環(huán)節(jié)的重點。航空發(fā)動機軸盤由于連接螺栓眾多，螺栓額定預緊力較大，螺栓之間的彈性相互作用對螺栓殘余預緊力的影響不能忽略，其中的作用機理及影響規(guī)律復雜多變，難以準確把握，最終造成螺栓組預緊

3、力分布不均，其分散性關系到整體裝配質量，影響軸盤的運轉。并且由于該連接特點，螺栓連接性能在動力學分析中不可忽略，并需要一種有效可行的方法等效處理螺栓組連接動態(tài)特性，以提高螺栓連接件整體動力學結果的計算效率和精確性。本文研究內容主要分為四部分，第一和第二部分為螺栓組安裝預緊過程中的彈性相互作用關系及其影響因素的作用規(guī)律；第三和第四部分為螺栓組中各螺栓連接結合面的等效處理對軸盤動力學特性的影響，以及螺栓組不同預緊狀態(tài)對軸盤模態(tài)特性的影響。本

4、文第二章在研究螺栓組各螺栓之間的彈性相互作用機理時，在根據彈性變形協調性條件提出了彈性相互作用關系求解方法的基礎上，建立螺栓組多軸擰緊工藝下的彈性相互作用模型；為提高多螺栓連接構件動力學計算精度，考慮到螺栓連接結合面的影響，建立結合面動力學模型；分析螺栓結合面接觸應力分布規(guī)律，并介紹模態(tài)分析基本理論。本文第三章在有限元中建立了多螺栓軸盤連接結構模型，通過數值模擬定性分析了連接件材料屬性，軸盤尺寸，螺栓孔分布，擰緊工藝，軸盤約束等因素對連

5、接螺栓組之間彈性相互作用的影響規(guī)律。然后第四章針對本項目中航空發(fā)動機低壓渦輪軸盤搭建裝配實驗臺，通過相關實驗驗證其連接螺栓組之間的彈性相互作用機理，初步分析彈性相互作用對螺栓組殘余預緊力的影響規(guī)律。本文第五章根據相關理論建立螺栓連接結合面動力學模型，然后將感壓紙測得的面壓進一步換算成螺栓結合面等效剛度值，并代入模型中的彈簧阻尼單元，最后將有限元中該模型的仿真結果與模態(tài)實驗測得的數據進行對比，驗證彈簧阻尼單元法等效處理螺栓組連接結合面處剛