轮盘轴对称模型的精确计算方法.pdf

文档介绍：轮盘轴对称模型的精确计算方法郭勇,王桂华,邵丕仁,蔚夺魁(沈阳航空发动机设计研究所,110015) 摘要:本文通过理论分析找出了传统上轮盘轴对称计算中引起计算结果偏差的原因,,证明了方法的准确性。 1 前言实践证明,压气机轮盘,特别是叶片数量较少,叶片离心力大的低压压气机/、辐板等处的应力结果比三维分析和电测结果有明显的偏差, 有的偏低20%以上。本文通过对轮盘实际受载的理论分析,发现造成这种偏差的原因在于,,而实际上作用在轮盘上的由于叶片离心力引起的外载荷比叶片离心力的数值要大。,通过载荷修正,可以用轴对称方法精确计算出轮盘的应力和变形。 ,如果不计接触表面上的摩擦力,其受力分析示意图见图1和图2。圈l 叶片受力分析示意图图2轮缘凸块受力分析示意圈图中:a——榫头工作面顶角; B——两榫槽之间的盘心角(B=360/N); e——轮缘凸块两侧工作面间夹角: F-一叶片离心力; 卜_轮缘凸块对叶片的作用力; P——叶片对轮缘凸块的作用力; N——叶片数。根据叶片及轮缘凸块的受力分析,可以得出以下关系 F=2XPX sjn兰 2 由于叶片离心力作用,轮缘凸块实际所承受的力为: F'=2x—x sin旦舯兰=半(2) (3) 轮盘实际所受叶片作用的载荷为N-一。引入变量K为叶片离心力放大系数,则: 或: K:!:sin(a 2+p) F sin兰2 (4) 血!::夏360 1 (5) “—矗_ 2 在轴对称计算中的轮缘载荷实际为N·(一+F。),其中F b为轮缘凸块离心力。根据放大系数K的计算公式(4)或(5)可知,随着叶片数的增多,放大系数逐渐减小。表1 给出榫头工作面顶角a分别为80。和90。时,放大系数K值随着叶片数的变化规律。表1放大系数K值a(。) 叶片数N 80 90 20 1_144 25 l 117 30 1_099 35 1086 40 1075 45 50 l-061 55 1066 60 1061 65 1,047 70 1052 “ 75 8