某型號渦輪盤失效機理與結構設計研究.pdf

1、高性能和高可靠性的渦輪泵組件是泵壓式液體火箭發(fā)動機性能和可靠性的基礎，渦輪轉子是渦輪泵的核心部件，它承受高溫、高壓，具有高轉速，高應力水平(對輪盤而言)，高溫及大溫度梯度(對輪盤和葉片而言)的特點，因此在發(fā)動機的研制過程中的各種構件斷裂失效事件中，渦輪轉子系統(tǒng)出現(xiàn)構件斷裂失效超過80％，這些構件(主要是葉片、輪盤、軸和軸承)斷裂失效多為疲勞斷裂，一個非常突出的特點就是同一零件的同類失效模式反復出現(xiàn)，造成的后果往往比較嚴重，輕則造成發(fā)動機

2、性能下降，重則導致發(fā)動機失效，甚至發(fā)動機發(fā)生爆炸，而渦輪盤的斷裂失效往往造成災難性的后果，在某型號熱試車中就發(fā)生了由于渦輪盤斷裂造成發(fā)動機爆炸的嚴重后果。 本課題以斷裂失效的渦輪盤為研究對象，分析了渦輪盤的失效原因，重點從工程應用的角度針對原因提出新的結構方案和技術要求，運用MSC.Nastran2004對輪盤進行應力分析，通過對比應力分析，試驗驗證和熱試車考驗說明新結構應力分布有明顯改善，結構強度明顯提高。600秒長程試車表明