【摘要】：航空發(fā)動機(jī)葉片工作環(huán)境十分惡劣,在高溫高壓等多種負(fù)載的共同作用下產(chǎn)生變形,會使葉片偏離原始的設(shè)計(jì)工況,從而導(dǎo)致葉片性能下降,甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此需要對發(fā)動機(jī)葉片進(jìn)行反扭設(shè)計(jì),以修正量抵消葉片在工作中產(chǎn)生的變形,從而保證工作狀態(tài)下的葉型與最佳設(shè)計(jì)工況下的葉型一致或基本保持一致。本文以Rotor67和構(gòu)造的彎掠葉片為研究對象,綜合使用UG和NUMECA等分析軟件,完成葉片反扭設(shè)計(jì)和葉片型面外推設(shè)計(jì)。在相關(guān)研究中,提出了用于葉片反扭設(shè)計(jì)的λ節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)修正法及研究了葉尖/葉根節(jié)點(diǎn)的截取數(shù)目對外推設(shè)計(jì)的影響。具體的研究內(nèi)容如下:(1)在NASA公開的Rotor67幾何數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,完成了Rotor67風(fēng)扇葉片的建模及氣動性能分析;根據(jù)彎掠葉片的相關(guān)定義和概念,構(gòu)造葉型相對復(fù)雜的彎掠葉片,并完成了彎掠葉片的氣動性能分析。(2)基于節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)修正法,提出新的反扭設(shè)計(jì)方法。通過多項(xiàng)式擬合變形量與葉高的函數(shù)關(guān)系,將曲線的斜率絕對值作為λ修正系數(shù),引入到節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)修正法中(坐標(biāo)法),得到λ節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)修正法(λ坐標(biāo)法)。使用λ節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)修正法完成Rotor67葉片與彎掠葉片的反扭設(shè)計(jì)。結(jié)果表明:對變形量較小的Rotor67(3mm左右)葉片進(jìn)行反扭設(shè)計(jì),λ坐標(biāo)法較坐標(biāo)法迭代次數(shù)降低幅度為7.14%;對變形量較大的彎掠葉片(5mm左右)進(jìn)行反扭設(shè)計(jì),λ坐標(biāo)法較坐標(biāo)法迭代次數(shù)降低幅度可達(dá)28.57%。(3)基于三點(diǎn)拋物線外推法,分別截取Rotor67葉片與彎掠葉片的葉尖/葉根各3個節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),投影到X-Y和X-Z平面,通過拋物線擬合節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)與葉高的關(guān)系,根據(jù)延伸量進(jìn)行延伸設(shè)計(jì),得到延伸后的型面,并進(jìn)行氣動性能分析。同時研究了葉尖/葉根節(jié)點(diǎn)的截取數(shù)目對拋物線擬合效果的影響,得出截取的節(jié)點(diǎn)數(shù)目與擬合效果及氣動性能的規(guī)律。
【圖文】：

圖 2.1 三角形單元及其坐標(biāo)系統(tǒng)的六個位移自由度及節(jié)點(diǎn)力分量{ }{ }{ }{ } = =332211321yxyxyxeFFFFFFFFFF 節(jié)點(diǎn)有兩個方向位移，，分別為 ~6α 為待定常數(shù)：矩陣形式，其中 {δ ( x，y)}為任一

其相對速度為1ω ，經(jīng)過葉柵流道后，相對速度變?yōu)闉?ω ，其絕對速度為 c2。圖2.2 中，工作輪葉柵流道的出口面積RcA2大于進(jìn)口面積RcA1，即流道是一個彎曲的擴(kuò)張通道。圖 2.2 氣流在葉柵中的流動由圖 2.2 可知，葉片的流道是彎曲的，氣流流過葉柵通道時會向葉盆方向靠
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V23

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本文編號：2686859