文档介绍：,,200712007年5月GasTurbineExperimentandResearch摘要:本文首先对航空发动机结构发展进行了回顾,指出今后10~20年内发动机结构和材料应用方面的发展趋势;接着对推重比10一级发动机中采用的新结构及其强度设计技术进行了详细分析,预测了推重比12~15一级发动机中可能出现的新结构及强度问题;最后分析了发动机结构及材料与强度设计的相互依存关系。关键词:航空发动机;结构;材料;强度设计中图分类号:V23文献标识码:A文章编号:1672-2620(2007)02-0001-04NewStructureandStrengthDesignofAeroengineJIANGHe-fu,GUYuan-xing,QINGHua(ChinaGasTurbineEstablishment,Chengdu610500,China)Abstract:Thispaperreviewsenginestructureandstrengthdevelopmenthistory,andintroducesthede-:1thrust/￣15::aeroengine;structure;material;strengthdesign1引言航空发动机的发展是空气动力学、传热传质、燃烧、固体力学、材料学、电子技术等多个学科共同发展的结果。航空发动机作为一种高温、高速旋转机械产品,结构强度设计对其性能和可靠性有着十分重要的影响,而结构强度设计又与材料及制造技术密切相关。本文分析了发动机结构的发展趋势及其对强度分析技术提出的研究方向,以及强度分析技术发展与材料的相互依存、相互推动关系。右,排气污染和噪声均有大幅度降低;涡轮前燃气温度从1000K左右提高到2000K左右;发动机寿命从几百小时增长至上万小时。结构、材料和强度专业与其它专业一起为这些进步做出了巨大贡献,专业自身也有了巨大进步。50多年来,航空发动机的结构、材料和强度专业的主要进步简述于表1。任何新型材料的应用和新结构的采用,都要向强度设计技术提出新的要求,都伴随着强度设计技术新的进步。特别是增长发动机寿命、降低全寿命成本和提高推重比的需求,向强度设计技术提出了更高的要求,这些都极大地推动了强度设计技术的发展。应力分析技术及强度理论的进步也促进了结构设计的优化和材料性能的充分利用。2航空发动机结构发展回顾及趋势航空燃气涡轮发动机问世50多年来已经取得了巨大的进步,军用发动机的推重比从2左右提高到10;:2006-12-29作者简介:江和甫(1940-),男,江苏江阴人,研究员,中国燃气涡轮研究院总设计师,从事航空发动机研究工作。2燃气涡轮试验与研究表1近50年航空发动机结构、材料和强度专业的主要进步第20卷Table1Themainprogressinstructure,material,strengthofaeroengineinrecentfiftyyears1960超级合金;材料工艺镍基合金;钛合金1970低温复合材料;定向凝固合金;粉末合金;无损检测单晶;19801990金属间化合物;近净成形;先进涂层;低应力零件用陶瓷整体叶盘;刷式密封;单晶叶片;大型整体精铸机匣;推力矢量喷管;陶瓷调节片;反转涡轮2000高温复合材料;激光冲击强化;高周疲劳抑制;叶盘调谐及修理整体叶环;变循环;金属基复合材料转子;对转涡轮热障涂层;数控加工;自动真空焊主动间隙控制;焊接整体转子;热障涂层叶片;粉末合金盘;复合材料机匣;双腔燃烧室;浮壁燃烧室轴流压气机;燕尾型、枞树型榫联接;双转子;发动机结构油膜阻尼器;气冷叶片;环管燃烧室;可调静子;加力燃烧室静强度估算;断裂力学强度设计弹性支承;环形燃烧室;可调收扩喷管;空心风扇叶片;沙丘驻涡稳定器;可变弯度静叶;带冠叶片;周向燕尾榫部件