一种考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法技术

技术编号:42377070 阅读:16 留言:0更新日期:2024-08-16 15:01
本发明专利技术属于航空发动机领域,公开了一种考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,包括如下步骤:获取盘鼓式转子鼓筒与辐板连接结构的关键参数;建立三维有限元模型;建立代理模型;获得应力概率分布函数;获得寿命概率分布函数;计算疲劳寿命可靠度;获得止口配合紧度最优解;选取在最优解范围内的径向止口的极限偏差。该方法可充分考虑轮盘径向止口配合紧度分散性对其危险部位应力的影响,获得危险部位应力的概率分布,结合结构可靠性设计方法获得满足发动机安全寿命要求的最优止口配合紧度,为轮盘结构设计提供技术支持。该方法可推广到各类轴孔配合紧度设计中,提高发动机零件的疲劳寿命设计准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空发动机领域,具体涉及一种考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法


技术介绍

1、航空发动机盘鼓式转子轮盘之间连接的常见结构见图1所示,包括鼓筒、辐板、螺栓等结构,通过鼓筒与辐板径向止口配合,以及螺栓联接保证结构的连接可靠。该结构的径向止口根部倒圆及螺栓孔等应力集中部位通常为轮盘的寿命危险点,发动机工作过程中轮盘的径向止口紧度过大会导致止口根部应力过大,而紧度过小则会导致鼓筒与轮盘辐板产生较大相对径向位移使得螺栓挤压螺栓孔造成孔边应力过大,最终影响轮盘组件的疲劳寿命。

2、现阶段轮盘结构设计时其径向止口配合公差通常依据加工、装配、定心可靠及静强度储备等因素,并结合工程经验来选取,该设计方法对径向止口尺寸公差的分散性与轮盘危险点疲劳寿命的分散性之间的关联未作充分考虑,易导致紧度设计不合理,致使轮盘疲劳寿命无法满足发动机安全寿命要求。因此建立一种可以考虑轮盘安全寿命的径向止口配合紧度设计方法非常重要。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于:本专利技术提供了一种考虑安全寿命的轮盘径本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于:所述的步骤1中,参数包括各零件的材料力学性能数据、径向止口配合紧度设计值及其公差、螺栓拧紧力矩、各配合面的摩擦系数、转子转速和转子温度场中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于:所述的步骤2中,三维有限元模型设置径向止口过盈/间隙量、配合面接触状态以及转子转速、转子温度场、螺栓预紧力的载荷边界。

4.根据权利要求1所述的考虑安全寿命的轮盘径向...

【技术特征摘要】

1.一种考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于:所述的步骤1中,参数包括各零件的材料力学性能数据、径向止口配合紧度设计值及其公差、螺栓拧紧力矩、各配合面的摩擦系数、转子转速和转子温度场中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于:所述的步骤2中,三维有限元模型设置径向止口过盈/间隙量、配合面接触状态以及转子转速、转子温度场、螺栓预紧力的载荷边界。

4.根据权利要求1所述的考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于:所述的步骤3中,使用响应面法或克里金法的代理模型分析方法,结合有限元模型生成训练样本池,计算获得径向止口配合紧度与危险部位应力的关系,即为代理模型。

5.根据权利要求1所述的考虑安全寿命的轮盘径向止口配合紧度设计方法,其特征在于:所述的步骤4中,依据止口配合紧度设计值及其公差,进行止口配合紧度分散性量化,获取止口配合紧度的概率分布均值、标准差;利用随机抽样方法生成径向止口配合紧度的随机样本。

6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘强张国乾郝永振高仁衡秦仕勇颜业浩王梅何云
申请(专利权)人:中国航发四川燃气涡轮研究院
类型:发明
国别省市:

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