文档介绍：东北大学
硕士学位论文
基于局部应变法的疲劳构件模拟理论研究及应用
姓名:李爱
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:何雪浤
20051201
摘要基于局部应变法的疲劳构件模拟理论研究及应用随着机械工业现代化的快速发展,在零部件使用前对其进行疲劳寿命预测就显得越来越重要。但是,用实际零部件作疲劳实验存在很多弊端。在这种情况下,构件模拟理所谓的构件模拟理论就是用于设计实际零部件等效模拟件的方法理论,用等效模拟按照本论文所提出的模拟件设计的一般思想以及一般步骤,在不断的尝试以及非线关键词:低周疲劳:模拟件;最大塑性应变:最大总应变;局部应变法论应运而生。件代替实际零部件进行疲劳实验以获取实际零部件的相关疲劳数据。目前已有的构件模拟理论甚少,且稍有不足之处。本论文在分析总结已有构件模拟理论的基础上,进行不断改进与创新,提出了以局部应变法为主要依据的构件模拟理论。通过继续深入研究,提出了该模拟理论的一般准则以及设计模拟件的一般步骤,并给出了该理论的适用范围。在分析了某飞机发动机低压压气机轮盘的具体工作情况后,本论文以其为实例,进行模拟件设计。首先建立飞机轮盘的有限元模型,进而对其进行非线性有限元分析,找出局部危险部位,获取其相关数据。性有限元分析的基础上,最终完成了飞机轮盘模拟件的设计,获取了合理的模拟件的结构尺寸,同时验证了以局部应变法为依据的构件模拟理论的正确性与可行性。东北大学硕士学位论文..,
甋锄琧籹琧甌,东北大学硕士学位论文甎:猚瑃瓸瑃.·—,猻,.·,琫,畂猯,.,籺;;.
导师签名:彳●严珍/耄学位论文作者签名:考嗟独创性声明学位论文作者签名:鹰磊学位论文版权使用授权书签字日期:跏签字日期:蕾多./.本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。缱髡吆偷际Σ煌馔辖涣鳎朐谙路角┟环裨蚴游M狻意。日期:甪.,.
第一章绪论课题研究背景在工程实际中,往往需要在零部件投入使用前就知道其大概的疲劳寿命以便更好的设计相似的等效模拟件,用等效模拟件代替实际零部件进行疲劳实验以获取其等效性能在航空发动机的压气机结构中,由于叶片受到复杂的应力集中,包括叶片质量离心力、气动力以及振动等,使低压压气机轮盘与叶片联接处的榫槽部分不仅产生严重的应障是由于低压压气机轮盘的榫槽底部产生疲劳裂纹进而失效所导致的。飞机发动机使用寿命是决定飞机结构使用寿命的主要依据之一【Γ苫⒍轮盘榫槽结构又在很大程度上决定发动机结构的寿命,因此为了使飞机结构的使用寿命得到比较准确的估算,首要前提是我们必须知道轮盘榫槽的疲劳寿命估算值,要得到轮别是飞机发动机零构件生产工艺复杂、精度要求高。因而,生产成本非常高、而且试验接的微动损伤展开讨论的,至于榫槽疲劳可靠性数据的筒捷合理的获取方法几乎没有相指导以后的生产应用,减少突发性事件发生的概率。因此,就需要用实际零部件进行相关的疲劳实验,以获取其疲劳寿命相关数据。但是,实际存在的问题是,很多零部件结构较为复杂、造价昂贵,用实际零部件进行疲劳实验,试验操作会比较复杂,试验费用比较大。因此,会造成人力、财力上的无形浪费。基于这一点,目前要解决的关键问题是:怎么才能在得到可靠性数据的前提下,尽量减少所需的一切试验费用。由此想到了参数,就显得十分有必要【。构件模拟理论正是以设计实际零部件的等效模拟件为出发点,用等效模拟件代替实际零部件进行相关疲劳实验,获取其疲劳寿命相关数据,从而减少用实际零部件进行实验所需的费用,缩短试验周期,提高竞争力。因此,对构件模拟理论进行详细研究很有必要。但是,目前对构件模拟理论的研究稍有不足,从这一点出发,本论文将展开构件模拟理论的研究,在此基础上以某飞机发动机低压压气机轮盘结构为例展开具体的模拟件设计,因此也有必要简单介绍航空发动机低压压气机结构的研究背景。力集中,而且工作时构件体内应力状态非常复杂,所以榫槽底部的疲劳失效已经成为航空发动机故障的多发环节之一【俊M臣谱柿媳砻鳎汉娇辗⒍收现杏惺备叽墓盘榫槽的可靠性数据,一般的办法就是用实际构件做疲劳实验,但是由于飞机零构件特费用昂贵,所以用实际构件做疲劳试验所得到的可靠性数据需要很大的投资,这不仅仅是财力上的投资,还有人力、物力上的投资。目前国内外只有很少一些文献是针对榫联东北大学硕士学