由于生產(chǎn)加工和使用過程中材料屬性、結(jié)構(gòu)尺寸以及工作載荷等的隨機(jī)性,疲勞壽命通常存在較大的分散性�？紤]結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、材料屬性、工作載荷等變量的隨機(jī)性,采用Monte Carlo模擬法與響應(yīng)面法相結(jié)合,對(duì)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片進(jìn)行概率疲勞壽命分析,確定了渦輪葉片疲勞壽命可靠度模型,并分析了疲勞壽命對(duì)各隨機(jī)變量的敏感度,以及變量分散度對(duì)疲勞壽命的影響。結(jié)果表明:疲勞壽命呈偏態(tài)分布;渦輪入口溫度對(duì)葉片疲勞壽命影響最大,材料的低周疲勞性能參數(shù)對(duì)壽命影響較大,轉(zhuǎn)速及熱膨脹系數(shù)對(duì)壽命有一定影響,而其他參數(shù)對(duì)壽命的影響小;控制變量分散度是提高葉片安全壽命的有效途徑,對(duì)單變量而言,控制渦輪入口溫度分散度效果最顯著。 

【文章來源】：火箭推進(jìn). 2020,46(02)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

疲勞壽命概率分析流程圖

以某發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片(圖2)為研究對(duì)象,開展葉片熱結(jié)構(gòu)和動(dòng)力響應(yīng)分析。考慮到渦輪周向的循環(huán)對(duì)稱性,取一個(gè)葉片進(jìn)行仿真計(jì)算,為了合理施加約束和載荷,同時(shí)取部分葉冠和輪盤進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,計(jì)算模型如圖3所示。對(duì)輪轂中心線上的節(jié)點(diǎn)施加徑向約束,約束中心線下游端面中心軸半徑范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)的軸向位移;對(duì)葉冠和輪轂周向面上的節(jié)點(diǎn)施加耦合約束,得到循環(huán)對(duì)稱邊界,約束輪盤突臺(tái)周向面上節(jié)點(diǎn)的周向位移。熱載荷和氣動(dòng)載荷施加到所有與燃?xì)饨佑|的面,包括葉冠表面、葉片表面及輪轂上表面,通過建立表面效應(yīng)單元,將流場仿真得到的葉片對(duì)流換熱系數(shù)、主流溫度和氣動(dòng)壓力插值到結(jié)構(gòu)分析模型上。圖3 渦輪葉片結(jié)構(gòu)分析模型

渦輪葉片結(jié)構(gòu)分析模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3072236