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文檔簡介
1、渦輪葉片是燃氣輪機十分重要的零部件,承受著復雜的循環(huán)熱載荷及機械載荷,為了保證發(fā)動機在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性,迫切需要對渦輪葉片的強度進行計算,并對其壽命加以預測和控制。本文圍繞渦輪葉片開展其強度研究工作。 首先,在商用有限元軟件ANSYS環(huán)境中建立了渦輪葉片的三維有限元應力分析模型。針對渦輪葉片不同位移邊界條件的選取,進行了比較,選取了合適的邊界條件,將位移邊界條件施加在渦輪葉片的最下面一對榫齒面上,其余榫齒表面施加力邊界條
2、件。然后,對渦輪葉片在離心載荷和熱載荷等多種載荷作用下,進行了熱彈塑性應力(應變)計算。得到葉片在離心載荷及熱負荷的聯(lián)合作用下的應力分布情況:高應力區(qū)存在于葉身根部區(qū)域:葉片的最大應力值位于前緣葉身與緣板連接處氣膜孔處;氣膜孔處的等效應力值比相同半徑下無孔部位的應力值要高;氣膜孔對葉片應力水平的影響隨著葉片半徑的減小、葉片應力水平的增高而逐漸增大。 本文還對過盈配合狀態(tài)下的榫頭、榫槽進行了接觸應力分析,結(jié)果顯示渦輪榫齒、榫槽處的
3、應力水平較高。隨著榫頭、榫槽間過盈量的增大,榫頭和榫槽接觸面的接觸應力逐漸增大,過盈量增大到一定程度時,榫槽和榫頭最大應力會逐漸接近和超過其屈服極限,產(chǎn)生塑性變形。因此,應該合理選取過盈量,并將過盈配合納入強度計算進行綜合分析,使過盈配合既保證榫頭、榫槽間有足夠的摩擦力,保證榫頭、榫槽不會相互脫離,又要保證滿足結(jié)構(gòu)強度的要求,并使其產(chǎn)生的不良影響減至最小。 通過對渦輪葉片的應力分析的理論研究和數(shù)值計算,闡述了渦輪轉(zhuǎn)子葉片彈性分析
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