轉(zhuǎn)子葉片疲勞可靠性分析.pdf

1、轉(zhuǎn)子葉片是航空發(fā)動機的主要零部件之一，它的工作環(huán)境及本身的結(jié)構(gòu)行為是復(fù)雜的。由于在外載荷、幾何尺寸、材料性能等方面存在著不確定因素，從而影響結(jié)構(gòu)的可靠度。針對葉片工作中諸多參數(shù)的不確定性，如何進(jìn)行疲勞可靠性分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計和實際應(yīng)用中一個十分重要的研究課題。 本文以發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子葉片為研究對象，考慮彈性模量和結(jié)構(gòu)尺寸兩種參數(shù)具有隨機性，基于準(zhǔn)靜態(tài)模型、局部應(yīng)力應(yīng)變法和JC一次二階矩法，采用攝動隨機有限元對轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行疲勞可靠性

2、分析，研究了葉片材料性質(zhì)和幾何尺寸的隨機性對于應(yīng)力和壽命分散性的影響，為轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)可靠性分析提供了實用方法。 整個論文分為五個部分：第一部分為緒論，簡要介紹課題背景，隨機有限元法及可靠度計算方法的發(fā)展?fàn)顩r；第二部分為可靠性概念及計算方法；第三部分為隨機有限元方法的理論知識及在葉片隨機分析中的應(yīng)用；第四部分為葉片疲勞壽命可靠性分析；第五部分為結(jié)論。本文主要工作是： 1.隨機結(jié)構(gòu)離散 根據(jù)局部平均理論，利用三

3、維隨機場離散的計算格式，處理適合于葉片空間等參元的隨機場。因此，利用變量各點的隨機性，通過隨機場離散，可以近似描述相關(guān)參量場的連續(xù)隨機變化。 2.彈性應(yīng)力場的隨機性分析 取彈性模量E、葉身厚度T和榫頭最窄面尺寸作為隨機參量，建立剛度K和荷載F對隨機參數(shù)的導(dǎo)數(shù)矩陣。利用協(xié)方差矩陣的正交變換法和隨機有限元，分析葉片彈性應(yīng)力場的隨機性。 3.轉(zhuǎn)子葉片的可靠度計算 基于Neuber法、Manson-Cof