航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪葉尖間隙對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率和安全性具有重要影響。無論發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作還是變工況工作,葉尖間隙的研究都十分必要,對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性及可靠性都有重大意義。本文根據(jù)高壓渦輪間隙的形成特點(diǎn),利用Solidworks軟件建立渦輪葉片、渦輪盤,機(jī)匣實(shí)體三維模型,并將其導(dǎo)入ANSYS Workbench中進(jìn)行數(shù)值分析。采用熱固耦合有限元分析方法,在保持最大起飛功率條件下進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析。結(jié)果表明:葉片和渦輪盤在保持最大起飛功率穩(wěn)態(tài)情況下時(shí),渦輪葉片和渦輪盤徑向伸長受溫度載荷的影響比受離心載荷的影響大;機(jī)匣受熱影響主要集中在機(jī)匣中段,通過冷卻系統(tǒng)對(duì)這部分區(qū)域進(jìn)行沖擊換熱來減小熱應(yīng)力和熱變形是非常有必要的;在溫度載荷的作用下,機(jī)匣最大徑向伸長部位在后安裝邊緣位置,利用加強(qiáng)肋可以有效的減少機(jī)匣與襯環(huán)掛鉤處的徑向伸長。在穩(wěn)態(tài)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)QAR（數(shù)據(jù)快速存取記錄器）采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行瞬態(tài)下高壓渦輪間隙計(jì)算,同時(shí)分別對(duì)葉片、輪盤和機(jī)匣的變形進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,進(jìn)而得出高壓渦輪間隙的瞬態(tài)變化規(guī)律。在計(jì)算中考慮了材料形變、溫度和離心載荷的非線性,復(fù)雜的溫度邊界條件。分析結(jié)果表明:在飛機(jī)地面慢... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題研究背景意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)葉尖間隙分析方法
        1.3.2 高壓渦輪瞬態(tài)葉尖間隙分析方法
    1.4 高壓渦輪部件的典型結(jié)構(gòu)
        1.4.1 高壓渦輪葉片的典型結(jié)構(gòu)
        1.4.2 高壓渦輪輪盤的典型結(jié)構(gòu)
        1.4.3 高壓渦輪機(jī)匣的典型結(jié)構(gòu)
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 Solidworks軟件與數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 模型的建立
        2.1.1 渦輪葉片模型建立
        2.1.2 渦輪盤模型建立
        2.1.3 機(jī)匣模型建立
    2.2 有限元分析理論基礎(chǔ)
        2.2.1 有限元基礎(chǔ)及軟件介紹
        2.2.2 有限元分析的理論及步驟
    2.3 熱固耦合分析方法
        2.3.1 熱固耦合分析理論基礎(chǔ)
        2.3.2 熱固耦合分析步驟
    2.4 本章小結(jié)
第三章 HPT間隙的數(shù)值計(jì)算理論
    3.1 高壓渦輪間隙數(shù)值計(jì)算理論
    3.2 高壓渦輪熱邊界
        3.2.1 溫度載荷獲取
        3.2.2 熱邊界條件
    3.3 高壓渦輪力邊界
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高壓渦輪穩(wěn)態(tài)葉尖間隙仿真計(jì)算及分析
    4.1 Workbench簡介
        4.1.1 分析模塊的選擇
        4.1.2 設(shè)置材料屬性
        4.1.3 網(wǎng)格的劃分
    4.2 高壓渦輪熱固耦合仿真計(jì)算及分析
        4.2.1 葉片的徑向伸長量仿真計(jì)算及分析
        4.2.2 渦輪盤的徑向伸長量仿真計(jì)算及分析
        4.2.3 機(jī)匣的徑向伸長量仿真計(jì)算及分析
    4.3 渦輪葉尖間隙計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
第五章 高壓渦輪瞬態(tài)徑向間隙計(jì)算分析
    5.1 瞬態(tài)間隙的計(jì)算方法
    5.2 計(jì)算工況
    5.3 高壓渦輪徑向位移變化規(guī)律
        5.3.1 輪盤的徑向位移變化規(guī)律
        5.3.2 葉片的徑向位移變化規(guī)律
        5.3.3 機(jī)匣的徑向位移變化規(guī)律
    5.4 高壓渦輪間隙的變化規(guī)律
    5.5 HPTACC下的高壓渦輪間隙規(guī)律
        5.5.1 HPTACC理論基礎(chǔ)
        5.5.2 HPTACC間隙的變化規(guī)律
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]GE公司民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 索德軍,鄒迎春.  航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2019(02)
[3]考慮主動(dòng)間隙控制的渦輪葉尖間隙建模計(jì)算研究[J]. 周驍,張海波,王繼強(qiáng),寧景濤.  推進(jìn)技術(shù). 2015(07)
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碩士論文
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[2]高壓渦輪機(jī)匣典型結(jié)構(gòu)熱固耦合優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 戴雄.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]高壓渦輪葉尖間隙數(shù)值計(jì)算與分析研究[D]. 王志豪.南京航空航天大學(xué) 2006
[4]渦輪葉尖間隙數(shù)值分析和冷熱態(tài)尺寸換算方法研究[D]. 牛冬生.南京航空航天大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3649626