基于ANSYS的某型航空发动机涡轮叶片的弹性应力分析

以某型航空发动机的涡轮叶片为研究对象,基于SolidWorks软件建立其三维实体模型,采用有限元分析软件ANSYS对其进行弹性应力分析.仿真结果表明,涡轮叶片根部应力最大,且随着半径的增大,叶身的应力越来越小;变形与应力的大小分布不一致,随着半径的增大,变形量越来越大.仿真结果对涡轮叶片的设计和改进具有一定的指导意义.     

基于某航空发动机涡轮叶片的热流固耦合分析

以某航空发动机的整体型涡轮叶片为研究对象,基于数值模拟的方法对涡轮叶片在离心载荷、热载荷及气动载荷作用下的叶片结构强度进行了研究,分别对离心载荷、热载荷+离心载荷、热载荷+离心载荷+气动载荷三种载荷工况下的应力与位移的分布趋势与叶片节点上应力值变化趋势进行了研究。通过有限元结果的对比发现：三种载荷对结构强度的影响顺序由大至小,依次是离心载荷-热载荷-气动载荷,其中离心载荷对应力结果的影响较大,热载荷对位移结果的影响程度较大。通过对三种不同工况下相同叶片上应力值沿叶身节点坐标的变化趋势的对比可以发现：三种工况条件下,应力值沿叶身节点的变化趋势几乎一致。     

某型发动机涡轮导向叶片故障探讨

针对某型发动机涡轮导向叶片故障作进行了详细的分析，并推测了产生的原因，并据此提出了改进的设想和使用维护中应注意的问题。     

某气冷涡轮叶片的有限元分析

利用编制的前处理程序，建立了具有三大异型孔的带冠叶片的有限元计算模型。应用有限元软件ＡＬＧＯＲ、ＡＢＡＱＵＳ计算了具有异形孔的带榫叶片模型的热弹性应力与位移。利用编制的后处理程序对计算结果作了全面分析，得出了叶片的初步静强度结论。同时，对在高速高温下三维块单元计算中的问题如约束的选择、材质随温度的变化、边界元的加入等进行了研究。     

某发动机Ⅲ级涡轮叶片断裂失效分析

某发动机Ⅲ级涡轮叶片连续发生三起断裂失效,对这三个叶片的设计强度、材质进行了综合分析,并对三叶片的断口源区及源区附近的断裂细节特征进行了研究,对断口裂纹扩展区进行了定量分析,计算出了叶片的疲劳扩展寿命,并据此给出了叶片的定期检查周期。断裂的主要原因是失效位置处的锉磨缺口和振动应力,提出了采用高性能材料和提高叶片根转接R处的加工质量,及每间隔500h对第一榫齿与伸根转接R处进行检查的预防措施。     

基于ANSYS的某型航空发动机涡轮叶片的振动特性分析

以某型航空发动机的高压涡轮叶片为研究对象,采用Solidworks软件建立其三维实体模型,基于有限元分析软件ANSYS对其进行振动特性分析,得出叶片的振动频率特性和前六阶振动模态特性。仿真结果对涡轮叶片的设计和改进具有一定的指导意义。     

某燃气轮机涡轮叶片的模态和疲劳分析

燃气轮机作为大型舰船动力装置,是影响舰船上各种设备正常运行的重要原玉,转子叶片的疲劳损坏一直影响燃气轮机的正常工作.首先利用UG软件对某型燃气轮机涡轮叶片建立了三维实体模型,通过IGES交件载入HyperMesh软件中划分网格和施加约束,最后导入ANSYS软件中,对叶片进行了约束模态分析.分析了叶片的应力分布情况,并在此基础上完成了叶片的疲劳强度计算,为叶片的设计以及改进提供了参考.     

基于飞行数据的高压涡轮叶片蠕变寿命评估

针对民用航空发动机的特点,提出一种基于机载飞行数据的民用航空发动机高压涡轮叶片蠕变寿命评估方法。从机载飞行数据中提取发动机的实际使用载荷谱,通过有限元仿真得到高压涡轮叶片的应力和温度载荷谱,借助寿命评估模型计算一个飞行循环对高压涡轮叶片造成的累计损伤量,进而得到该发动机高压涡轮叶片的蠕变寿命。该方法对民航发动机的寿命预测、避免因高压涡轮叶片提前到寿而影响飞行安全和维修方案的制定具有重要意义。     

增压器涡轮叶片疲劳蠕变寿命预测方法

根据径流式增压器涡轮的结构与工作特点,分析了涡轮叶片的载荷与应力空间分布特征;针对增压器涡轮由疲劳与蠕变交互作用引起的叶根断裂失效模式,研究了增压器涡轮叶片叶根的载荷与应力变化历程,建立了涡轮叶片叶根的载荷与应力描述方法;然后建立了增压器涡轮叶片叶根疲劳蠕变寿命预测方法及模型,并运用建立的模型对增压器涡轮叶片叶根进行了寿命评估。     

使用条件对民航发动机涡轮叶片蠕变寿命的影响分析

发动机使用条件及自身健康状况对涡轮叶片的实际使用寿命有重要影响。以民航发动机为对象,借助发动机性能仿真模型和拉森-米勒蠕变寿命预测模型,研究了发动机性能退化、大气温度变化以及减推力起飞对涡轮叶片蠕变寿命的影响。通过仿真实验研究发现：发动机性能衰退加速了涡轮叶片的寿命损耗,压气机效率损失3%即可导致涡轮叶片蠕变寿命减少80%;随大气温度的升高,涡轮叶片蠕变寿命呈指数规律递减;减推力起飞对涡轮叶片延寿效果比较明显,但随着推力的进一步减小,对涡轮叶片的延寿效果却不再显著。     

结晶透平叶片蠕变行为的有限元分析

针对定向结晶透平叶片蠕变的晶体方向性问题,运用θ映射法,在晶体滑移理论的框架下,建立了能够描述定向合金各向异性蠕变的θ模型。通过编写了非线性有限元程序ABAQUS的子程序对恒定温度下的透平叶片作了蠕变分析。计算结果表明定向结晶叶片抗蠕变性能是优异的。     

34m复合材料风力发电机组叶片屈曲有限元分析

采用有限元分析的方法解决了叶片的静强度和屈曲稳定性问题.首先,阐述了利用MSC.Patran建立复合材料叶片的有限元模型的步骤和方法;其次,利用蔡-吴(E.M.Wu)失效准则和Hill-蔡(S.W.Tsai)强度理论校核了几种主要承力材料的强度;最后,结合有限元二阶屈曲模态计算结果,讨论了风机叶片结构的屈曲稳定性.     

废气涡轮增压器叶片模态特性的探究

针对增压器常发生的由于叶片振动产生的叶片损坏现象,利用三维CAD建模软件对废气涡轮增压器涡轮叶片及压气机叶片进行建模,并采用有限元分析软件对其分别进行振型模态分析,找出发生共振的频率,为叶片的优化设计提供了理论依据。     

利用响应面方法的汽轮机叶片振动可靠性分析

考虑随机因素的影响,确定汽轮机叶片固有振动静、动频率的统计特性,建立叶片避开共振时的功能函数.以汽轮机扭叶片为研究对象,在考虑几何因素、安装因素、材料因素和转速随机性的同时,将确定性有限元法、响应面方法和Monte-Carlo模拟法相结合对叶片进行振动可靠性分析.在对扭叶片复杂叶型进行有限元参数化建模和试验设计基础上,分别采用多项式响应面法和神经网络响应面法构建了扭叶片静、动频率与随机变量之间的近似关系式,并代替有限元模型,同时结合Monte-Carlo模拟技术得到静频、动频的统计特性和累积分布函数.针对叶片危险振型,在合理确定功能函数的基础上对其进行了振动可靠性分析,并以Latin Hypercube样本Monte-Carlo 模拟法计算结果作为相对精确解,对两种不同响应面法进行了对比.     

压气机钛合金叶片外物损伤规律数值仿真研究

为研究不同因素对压气机叶片外物损伤的影响规律,使用LS-DYNA软件对某型高压压气机叶片外物冲击损伤过程进行数值仿真,开展部分工况下外物损伤试验并进行对比,以验证仿真模型的准确性。结果表明:数值仿真计算得到的损伤尺寸以及形貌与试验数据吻合良好。外物材料类型对冲击损伤影响十分明显,材料密度及硬度越大,损伤宽度与深度越大;高脆性材料造成的损伤尺寸较小。损伤尺寸与冲击能量之间呈现出正相关关系,主要表现在外物尺寸与冲击速度上。冲击角度对损伤尺寸影响较小。     

烟气轮机动叶片数控加工中的受力分析

以YL型烟气轮机动叶片零件为例,研究其在数控加工中的受力变形情况。运用ANSYS软件分析了切削加工中零件在切削力作用下的变形,分析了叶片的受力分布。结果表明,在加工过程中叶片的叶顶变形最为严重。为后续研究烟气轮机动叶片在数控加工中的变形提供依据,并提供控制加工变形的方案,最后通过试验验证了方案的可行性。     

大功率风力机叶片模态及气动特性分析

对大功率海上风力机叶片模态特性和气动特性进行研究。建立了叶片翼型截面弯扭耦合运动微分方程,通过翼型截面坐标变换和旋转拉伸在UG中建立了国产某型6MW风力机叶片三维模型,运用Ansys/Blocklanczos法计算了叶片前6阶固有模态。在Ansys/Workbench中搭建叶片流场仿真模型,讨论了风速和气动攻角等参数对叶片振动变形的影响。结果表明各阶固有模态中叶尖部位的振型相对明显,随着风速和攻角增大,相同截面位置上的叶片振动变形逐渐增大。     

低噪声风力机叶片气动外形优化设计

针对目前兆瓦级风力机叶片噪声污染问题,基于动量叶素理论及叶片噪声计算模型,提出在给定工况条件下,以功率系数与噪声的最大比值为目标函数,以影响叶片气动噪声性能的弦长及扭角为设计变量,建立了低噪声风力机叶片优化设计数学模型。对某实际2.3MW风力机叶片进行优化设计,并与噪声实验数据对比,结果表明：在主要频率域范围内,叶片噪声预测值与实验数据较吻合;相比原叶片,新叶片具有更低的噪声特性,噪声声压级降低了约7.1%,同时风轮功率系数略有增大,从而验证了该设计方法的可行性。