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性,采用Monte Carlo模擬法與響應(yīng)面法相結(jié)合,對液體火箭發(fā)動機渦輪葉片進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各隨機變量的敏感度,以及變量分散度對疲勞壽命的影響。結(jié)果表明:疲勞壽命呈偏態(tài)分布;渦輪入口溫度對葉片疲勞壽命影響最大,材料的低周疲勞性能參數(shù)對壽命影響較大,轉(zhuǎn)速及熱膨脹系數(shù)對壽命有一定影響,而其他參數(shù)對壽命的影響小;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. 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)動機渦輪葉片(圖2)為研究對象,開展葉片熱結(jié)構(gòu)和動力響應(yīng)分析�？紤]到渦輪周向的循環(huán)對稱性,取一個葉片進行仿真計算,為了合理施加約束和載荷,同時取部分葉冠和輪盤進行結(jié)構(gòu)分析,計算模型如圖3所示。對輪轂中心線上的節(jié)點施加徑向約束,約束中心線下游端面中心軸半徑范圍內(nèi)節(jié)點的軸向位移;對葉冠和輪轂周向面上的節(jié)點施加耦合約束,得到循環(huán)對稱邊界,約束輪盤突臺周向面上節(jié)點的周向位移。熱載荷和氣動載荷施加到所有與燃氣接觸的面,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流換熱系數(shù)、主流溫度和氣動壓力插值到結(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】：
期刊論文
[1]火箭子級垂直返回海上平臺制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制技術(shù)研究[J]. 康建斌,謝澤兵,鄭宏濤,吳勝寶.  導(dǎo)彈與航天運載技術(shù). 2016(06)
[2]法爾肯9可重復(fù)使用火箭發(fā)展綜述[J]. 鄭雄,楊勇,姚世東,陳洪波.  導(dǎo)彈與航天運載技術(shù). 2016(02)
[3]基于模糊故障樹和因子化分析的重復(fù)使用火箭發(fā)動機失效模式[J]. 侯金麗,金平,蔡國飆.  航空動力學(xué)報. 2014(04)



本文編號：3072236