一种用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法技术

本申请提供了一种用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法，包括：确定各级盘鼓的惯性载荷造成的前后支点位置的载荷、各级盘鼓不平衡量带来的离心载荷造成的前后支点位置的载荷以及陀螺力矩带来的前后支点位置的载荷；根据三个载荷之和得到螺栓连接截面的最大弯曲力矩；根据圆环横截面梁的弯曲正应力分布及螺栓连接截面的最大弯曲力矩得到螺栓连接截面最大直径位置处的最大拉应力，进而得到螺栓承受的最大拉应力载荷，确定连接螺栓的温度负载及连接螺栓承担传递扭矩所需的拉应力，根据三者之和得到盘鼓连接螺栓在工作中所需承担的轴向拉力；通过使轴向拉力满足许用要求及螺栓预紧力、螺母拧紧力矩要求，完成盘鼓连接螺栓的强度校核。接螺栓的强度校核。接螺栓的强度校核。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法


[0001]本申请属于航空发动机
，特别涉及一种用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法。

技术介绍

[0002]为保证转子刚度，目前航空发动机风扇或压气机均选用盘鼓混合式转子结构，并通过短螺栓加止口配合的方式实现各级盘鼓的定位连接。在工作状态下，短螺栓连接除了传递各级转子的扭矩外，还需要保证各级盘连接位置不存在“脱开”的稳定连接状态。为保证整个转子的刚度及动力学特性稳定、降低转子振动等问题，转子连接的稳定性成了风扇或压气机转子结构设计中必须考虑的因素。
[0003]传统的短螺栓设计校核方法主要包括经验公式法和数值仿真法。
[0004]1)经验公式法主要是根据设计经验及螺栓通用标准，结合螺栓连接节圆直径、各级轴向力等参数，对螺栓数量、直径等参数进行设计、校核。经验公式法计算过程简单、计算效率高，但是难以在设计校核中考虑转子离心转速、弯曲变形、螺栓压紧后安装边变形等造成螺栓连接稳定性等问题，对于高转速、长跨距的压气机风扇转子计算评估误差较大。
[0005]2)数值仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，所述方法包括：确定各级盘鼓作用在风扇或压气机转子上的惯性载荷造成的前后支点位置的载荷、各级盘鼓不平衡量带来的离心载荷造成的前后支点位置的载荷以及陀螺力矩带来的前后支点位置的载荷；根据前后支点位置的载荷得到风扇或压气机转子在某一螺栓连接截面的最大弯曲力矩；根据圆环横截面梁的弯曲正应力分布及螺栓连接截面的最大弯曲力矩得到螺栓连接截面最大直径位置处的最大拉应力，在该最大拉应力作用下，得到螺栓承受的最大拉应力载荷；确定风扇或压气机转子在温度载荷作用下连接螺栓产生的温度负载，以及连接螺栓承担传递扭矩所需的拉应力；根据螺栓承受的最大拉应力载荷及温度负载、传扭所需拉应力之和得到盘鼓连接螺栓在工作中所需承担的轴向拉力；通过连接螺栓承受的应力与许用要求的关系及螺栓预紧力、螺母拧紧力矩校核盘鼓连接螺栓在工作中所需承担的轴向拉力，完成盘鼓连接螺栓的强度校核。2.如权利要求1所述的用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，各级盘鼓作用在风扇或压气机转子上的惯性载荷造成的前后支点位置的载荷为：各级盘鼓作用在风扇或压气机转子上的惯性载荷造成的前后支点位置的载荷为：式中，Q
i1
为各级盘鼓作用在风扇或压气机转子上的惯性载荷造成的前支点位置的载荷；Q
i2
为各级盘鼓作用在风扇或压气机转子上的惯性载荷造成的后支点位置的载荷；m1、m2…
m
N
分别为各级转子盘鼓组件集中质量，角标N为盘鼓编号；L为前后支点跨距；L1、L2…
L
N
分别为各级盘鼓质心至前支点的距离；K为转子过载系数；g为重力加速度。3.如权利要求2所述的用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，各级盘鼓不平衡量带来的离心载荷造成的前后支点位置的载荷为各级盘鼓不平衡量带来的离心载荷造成的前后支点位置的载荷为式中，Q
j1
为各级盘鼓不平衡量带来的离心载荷造成的前支点位置的载荷；Q
j1
为各级盘鼓不平衡量带来的离心载荷造成的后支点位置的载荷；R1、R2…
R
N
分别为各级盘鼓质心半径；
n为风扇或压气机转速。4.如权利要求3所述的用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，陀螺力矩带来的前后支点位置的载荷为：式中，Q
k1
为陀螺力矩带来的前支点位置的载荷；Q
k1
为陀螺力矩带来的后支点位置的载荷；Mt为陀螺力矩。5.如权利要求2至4任一所述的用于风扇或压气机盘鼓连接螺栓的强度校核方法，其特征在于，前后支点位置的载荷得到风扇或压气机转子在某一螺栓连接截...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩乐男，苏里，魏雪莱，王佳莹，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：