一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法技术

本发明专利技术涉及一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法，步骤为：(1)基于外场服役、试车试验或有限元仿真确定涡轮盘榫接结构危险齿，获得危险齿上的最大滑移距离和通过危险点垂直接触面的最危险路径上的等效应力分布；(2)针对榫接结构危险齿，提取几何形状关键尺寸参数；(3)以楔形块为基本构型，在保证危险部位几何关键尺寸一致的条件下，获得模拟件初始几何形状；(4)在考核榫槽顶部两侧设置圆弧形变刚度结构，开展变刚度结构参数的敏感度分析，调整最大滑移距离最敏感的参数，保证榫齿接触面上的最大滑移距离与真实结构一致，再调整等效应力梯度敏感而最大滑移距离不敏感的参数，保证等效应力分布在临界距离范围内一致。一致。一致。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法


[0001]本专利技术属于航空航天发动机
，具体涉及一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法。

技术介绍

[0002]连接件在力振动、温度循环变化等交幅变化载荷的耦合作用下，接触面之间会发生位移幅度在微米量级的相对运动，称为微动。结构件接触面间的微动会促进损伤处产生裂纹、裂纹扩展甚至到断裂，这个过程被称为微动疲劳，会加速结构件的破坏，导致一些连接件结构寿命显著下降，是导致结构件破坏的重要原因之一，被称为工业“癌症”。
[0003]在航空工业领域，微动疲劳更是造成故障的重要来源。据统计，在航空发动机的故障中，约有1/6是由微动疲劳引起的。航空发动机的涡轮盘与叶片通过榫接结构连接，在极高转速、振动、叶片气动力造成的惯性力和高温造成的温度载荷(约600℃)构成了接触面的接触载荷。在这种载荷下，接触区域的边缘会产生很高的应力集中和磨损，导致裂纹的产生和疲劳寿命的下降，使得微动疲劳成为榫接结构的主要失效模式。为评估航空发动机榫接结构微动疲劳寿命，需开展具有结构特征的模拟件试验，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于外场服役、试车试验或有限元仿真确定涡轮盘榫接结构的危险齿，获得所述危险齿上的最大滑移距离和所述危险齿垂直接触面的最危险路径上的等效应力分布；步骤2：针对榫接结构的所述危险齿，提取几何形状关键尺寸参数；步骤3：以楔形块为基本构型，在保证所述危险齿的几何关键尺寸参数一致的条件下，获得模拟件的初始几何形状；步骤4：在所述模拟件的榫槽顶部两侧设置圆弧形变刚度结构，开展最大滑移距离和等效应力分布梯度对圆弧形变刚度结构的参数的敏感度分析，调整最大滑移距离最敏感的参数，保证榫齿的接触面上的最大滑移距离与所述步骤1中获得的真实结构一致，再调整等效应力分布梯度敏感而最大滑移距离不敏感的参数，进而保证等效应力分布在临界距离内的最大误差在一定范围内。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法，其特征在于：所述步骤1中，所述最危险路径上的等效应力分布需要控制单元尺寸以保证所述等效应力分布的有限元计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡殿印，毛建兴，鄢林，田腾跃，王荣桥，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：