盘片轴一体化超高转速涡轮转子三等分开槽预制方法技术

本发明专利技术属于一种破裂转速预测技术，涉及盘片轴一体化超高转速涡轮转子三等分开槽预制方法，通过预制凹槽可准确获得所需的破裂转速。主要采用平均应力法进行理论计算得出初始开槽结构。结合非线性有限元分析方法对盘片轴一体化的超高转速涡轮转子三等分破裂转速进行数值仿真分析，确定开槽进程、开槽宽度d、开槽半径r、开槽深度h的影响因子，进一步优化开槽结构。进行破裂试验时采用逐步开槽法，且继续开槽后的剩余截面积为(破裂转速下限/破裂转速上限)2×开槽前剩余截面积，直至获取所需的破裂转速。采用该方法大幅度减少试验次数，提高试验效率，降低试验成本，具有较高的实际应用价值，同时提高起动机系统可靠性、优化起动机性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空辅助动力领域，特别是涉及一种用于航空起动机的涡轮转子。
技术介绍
空气涡轮起动机转子以非常高的转速运转，当转子零件(叶片、轮盘、封严环等)在工作中意外脱落或破坏时，就会在巨大的离心力作用下，以巨大的能量甩出来。此时，若包容装置不能包容，则高速高能飞出的碎片会对周围产品和人员造成极大地威胁。大型发动机的转速在10000～20000rpm，中型发动机的转速在40000rpm左右，而起动机涡轮转速大多在60000rpm或更高。因此确定包容环的包容能力对保证飞机安全是非常重要的，转子破裂转速预测技术作为包容性设计的核心技术其重要性不言而喻。空气涡轮起动机的工作环境和工作性质决定了其涡轮转子结构的独特性和包容性研究的必要性，因而迫切需要一种针对盘片轴一体化超高转速涡轮转子破裂转速预测方法为其提供必要的技术支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种盘片轴一体化超高转速涡轮转子三等分开槽预制方法，提高涡轮转子破裂转速预测技术的精确度和破裂试验的效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
盘片轴一体化超高转速涡轮转子三等分开槽预制方法，其特征在于：通过预制凹槽可准确获得所需的破裂转速，该方法采用平均应力法进行理论计算得出初始开槽结构，再结合非线性有限元分析方法对盘片轴一体化的超高转速涡轮转子三等分破裂转速进行数值仿真分析，确定开槽进程、开槽宽度d、开槽半径r、开槽深度a的影响因子，进一步优化开槽结构，而后进行破裂试验时采用逐步开槽法，且继续开槽后的剩余截面积为(破裂转速下限/破裂转速上限)2×开槽前剩余截面积，直至获取所需的破裂转速，该方法具体步骤如下：步骤1：根据空气涡轮起动机涡轮转子的结构特性，提出简化的平均应力计算方法：3σbA+2σbR2h si...

【技术特征摘要】
1.盘片轴一体化超高转速涡轮转子三等分开槽预制方法，其特征在于：通
过预制凹槽可准确获得所需的破裂转速，该方法采用平均应力法进行理论计算
得出初始开槽结构，再结合非线性有限元分析方法对盘片轴一体化的超高转速
涡轮转子三等分破裂转速进行数值仿真分析，确定开槽进程、开槽宽度d、开槽
半径r、开槽深度a的影响因子，进一步优化开槽结构，而后进行破裂试验时采
用逐步开槽法，且继续开槽后的剩余截面积为(破裂转速下限/破裂转速上限)
2×开槽前剩余截面积，直至获取所需的破裂转速，该方法具体步骤如下：
步骤1：根据空气涡轮起动机涡轮转子的结构特性，提出简化的平均应力计
算方法：3σbA+2σbR2hsinθ2=Fr,]]>式中：A——径向截面的承载面积；
R——破裂轮盘的内径；
h——破裂内径处轴向厚度；
θ——周向承载截面的弧度；
Fr——破裂轮盘的离心力；
σb——涡轮转子材料强度极限；
步骤2：采用非线性有限元分析方法对盘片轴一体化的超...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫欢松，杨雯雯，陈利强，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32