本文關(guān)鍵詞：燃氣輪機螺栓連接結(jié)構(gòu)熱蠕動及動力學(xué)特性研究

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【摘要】：燃氣輪機無論轉(zhuǎn)子還是機匣在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面廣泛使用螺栓連接結(jié)構(gòu),一方面是由于燃氣輪機結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,各部件采用螺栓連接結(jié)構(gòu)有利于裝配,另一方面采用螺栓裝配可以將發(fā)動機分解為若干部件,這樣有利于按照各部件工藝要求進行機加工;但是這種裝配設(shè)計方法還會帶來諸多問題,例如非連續(xù)結(jié)構(gòu)會削弱結(jié)構(gòu)強度以及剛度,同時相對連續(xù)結(jié)構(gòu),改變了熱、力傳遞規(guī)律,這會使得被連接件接觸界面間的接觸行為趨于復(fù)雜,產(chǎn)生蠕動滑移現(xiàn)象,這對燃氣輪機結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性造成影響。一方面機匣螺栓連接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)接觸界面的滑移現(xiàn)象會對發(fā)動機裝配精度以及整機振動造成影響,其次若轉(zhuǎn)子多次啟停后輪盤出現(xiàn)上述滑移現(xiàn)象,這會對轉(zhuǎn)子動力學(xué)造成影響,導(dǎo)致振動加劇,因此對燃氣輪機螺栓連接結(jié)構(gòu)熱蠕動及動力學(xué)特性的研究顯得十分有意義。本文首先建立了典型螺栓連接結(jié)構(gòu)接觸界面熱蠕動分析的有限元仿真模型,對產(chǎn)生接觸界面熱蠕動滑移的機理進行了分析,并對各影響因素(接觸熱阻、螺栓預(yù)緊力、熱載荷邊界等)進行了的研究。以某型實際航空發(fā)動機為研究對象,并結(jié)合典型螺栓連接結(jié)構(gòu)熱蠕動的分析思路,借助計算流體動力學(xué)方法仿真獲得燃氣輪機燃燒室機匣以及高壓轉(zhuǎn)子在一個運行周期內(nèi)的溫度邊界,分別建立機匣和轉(zhuǎn)子的有限元模型,對二者進行多周期螺栓連接結(jié)構(gòu)接觸界面熱蠕動滑移進行仿真研究,仿真獲得了燃燒室機匣裝配同心度隨運轉(zhuǎn)周期的變化的大小及規(guī)律,以及考慮轉(zhuǎn)子離心力作用輪盤被連接件的偏心量隨著周期的變化規(guī)律。利用有限單元法建立航空發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析模型,分析熱蠕動量對轉(zhuǎn)子輪盤的不平衡量的影響規(guī)律,結(jié)合仿真獲得的偏心量結(jié)果,對該轉(zhuǎn)子進行臨界轉(zhuǎn)速以及不平衡響應(yīng)分析,同時設(shè)計搭建了測量燃氣輪機模擬拉桿轉(zhuǎn)子靜態(tài)熱蠕動試驗臺,對轉(zhuǎn)子螺栓連接結(jié)構(gòu)熱致蠕動現(xiàn)象進行了實驗驗證。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK473

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2 趙U，

本文編號：1209306